JP6791846B2 - Torque transmission control mechanism for maneuverable equipment - Google Patents

Torque transmission control mechanism for maneuverable equipment Download PDF

Info

Publication number
JP6791846B2
JP6791846B2 JP2017511779A JP2017511779A JP6791846B2 JP 6791846 B2 JP6791846 B2 JP 6791846B2 JP 2017511779 A JP2017511779 A JP 2017511779A JP 2017511779 A JP2017511779 A JP 2017511779A JP 6791846 B2 JP6791846 B2 JP 6791846B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tip
mts
tsr
flexible
tbdp
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017511779A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017526444A5 (en
JP2017526444A (en
Inventor
デワーレ,フランク
マビルデ,シリール
ブランカエル,バルト
カルマル,アラン
メーン,リーフェン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Steerable Instruments BVBA
Original Assignee
Steerable Instruments BVBA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Steerable Instruments BVBA filed Critical Steerable Instruments BVBA
Publication of JP2017526444A publication Critical patent/JP2017526444A/en
Publication of JP2017526444A5 publication Critical patent/JP2017526444A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6791846B2 publication Critical patent/JP6791846B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28Surgical forceps
    • A61B17/29Forceps for use in minimally invasive surgery
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/001Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for conveying reciprocating or limited rotary motion
    • F16H19/003Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for conveying reciprocating or limited rotary motion comprising a flexible member
    • F16H19/005Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for conveying reciprocating or limited rotary motion comprising a flexible member for conveying oscillating or limited rotary motion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B34/35Surgical robots for telesurgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/70Manipulators specially adapted for use in surgery
    • A61B34/71Manipulators operated by drive cable mechanisms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00Catheters; Hollow probes
    • A61M25/01Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
    • A61M25/0105Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
    • A61M25/0133Tip steering devices
    • A61M25/0138Tip steering devices having flexible regions as a result of weakened outer material, e.g. slots, slits, cuts, joints or coils
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M25/00Catheters; Hollow probes
    • A61M25/01Introducing, guiding, advancing, emplacing or holding catheters
    • A61M25/0105Steering means as part of the catheter or advancing means; Markers for positioning
    • A61M25/0133Tip steering devices
    • A61M25/0147Tip steering devices with movable mechanical means, e.g. pull wires
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/005Flexible endoscopes
    • A61B1/0051Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
    • A61B1/0057Constructional details of force transmission elements, e.g. control wires
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/34Trocars; Puncturing needles
    • A61B17/3417Details of tips or shafts, e.g. grooves, expandable, bendable; Multiple coaxial sliding cannulas, e.g. for dilating
    • A61B17/3421Cannulas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
    • A61B2017/003Steerable
    • A61B2017/00305Constructional details of the flexible means
    • A61B2017/00314Separate linked members
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/00234Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery
    • A61B2017/00292Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets for minimally invasive surgery mounted on or guided by flexible, e.g. catheter-like, means
    • A61B2017/003Steerable
    • A61B2017/00318Steering mechanisms
    • A61B2017/00323Cables or rods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
    • A61B17/28Surgical forceps
    • A61B17/29Forceps for use in minimally invasive surgery
    • A61B17/2909Handles
    • A61B2017/291Handles the position of the handle being adjustable with respect to the shaft
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B34/00Computer-aided surgery; Manipulators or robots specially adapted for use in surgery
    • A61B34/30Surgical robots
    • A61B2034/305Details of wrist mechanisms at distal ends of robotic arms
    • A61B2034/306Wrists with multiple vertebrae

Description

1980年代以来、切開手術法は、長尺のシャフトを用いた器具がガスで拡張させた腹部にトロカールを介して挿入される内視鏡的なアプローチによって大きくとって替わられてきた。そのような、短い入院期間、少ない手術後の痛み、および早い回復という実証された利点で知られる腹腔鏡手術法は、外科医に対してより多く要求されるようになってきている。 Since the 1980s, open surgery has been largely replaced by an endoscopic approach in which a long shaft instrument is inserted through a trocar into a gas-expanded abdomen. Laparoscopic surgery, known for its proven benefits of short hospital stays, less post-surgery pain, and faster recovery, is becoming more demanding of surgeons.

内視鏡手術法の欠点は、手際の良さに欠けることである。これは主に、器具の先端における、支点効果(fulcrum effect)と、手首のような動作の欠如とのためである。この欠点の認識が、より複雑な内視鏡的処置を増大させ、器具の「剣闘(sword fighting)」によって特徴付けられる単一開口手術が行われるようになってきている。 The drawback of endoscopic surgery is its lack of dexterity. This is mainly due to the fulcrum effect at the tip of the instrument and the lack of wrist-like movement. Recognition of this shortcoming has increased more complex endoscopic procedures, and single-open surgery, which is characterized by the "sword fighting" of the instrument, is being performed.

支点効果は、腹部に挿入されるトロカール(枢軸点)のレベルにおける長尺シャフト器具の枢動に影響する。左へのハンドルの動きは、作動体(例えば、鋏)において右への動きに変換され、逆も同じである。外科医は、これらの逆の動きに素早く順応できる。 The fulcrum effect affects the pivot of the long shaft instrument at the level of the trocar (axis point) inserted into the abdomen. The movement of the handle to the left is translated into a movement to the right in the actuator (eg, scissors) and vice versa. The surgeon can quickly adapt to these opposite movements.

手首のような動作の欠如は、克服がさらに難しい。この技術の状況の解決策は、コンソールにおける外科医の手の動きが器具の先端における滑らかな動きに変換されるダビンチロボット(インテュイティブ・サージカル社)によって提供される。この解決策は高価であるので、さらに安価な全方向の関節式先端部を有するハンド器具の開発へと導く。 Lack of wrist-like movement is even more difficult to overcome. A solution to this technical situation is provided by the Da Vinci Robot (Intuitive Surgical), which translates the surgeon's hand movements in the console into smooth movements at the tip of the instrument. This solution is expensive and leads to the development of even cheaper hand devices with omnidirectional articulated tips.

外科的な挑戦の多くは、手際の良さが無いことに起因する。従来の柔軟性のない腹腔鏡の器具は、4つの自由度(回転、上/下の角度付け、左/右の角度付け、内/外への移動)のみを提供する。この動きの制約を克服するために、操縦可能器具用の種々のデザインが開発されてきている。 Many surgical challenges result from lack of dexterity. Traditional inflexible laparoscopic instruments offer only four degrees of freedom: rotation, up / down angle, left / right angle, in / out movement. Various designs for maneuverable devices have been developed to overcome this movement constraint.

1.その最も単純な形においては、関節式につながれた器具が、剛性を有する直線チューブから摺動によって抜き出される湾曲前の可撓性チューブを備える。この先端は一方向にのみ湾曲でき(単一方向の関節式につながれた器具であり)、ある範囲の強さの横方向の力にのみ抵抗できる。 1. In its simplest form, the articulated instrument comprises a pre-curved flexible tube that is slid out of a rigid straight tube. This tip can only bend in one direction (a unidirectional articulated instrument) and can only resist lateral forces of a range of strength.

2.さらに進んだ代案は、一平面内における先端の湾曲動作(例えば左から右、逆も同じ)を可能にする器具である。構造の性質上、非常に安定した先端が作られる。これらの両方向器具は、一方向に湾曲し、かつ、器具全体をそれ自体の軸の周りに回転することにより、関心のある点へ誘導されることが必要である。これは使い易さに欠ける。 2. A more advanced alternative is an instrument that allows the tip to bend in one plane (eg left to right, vice versa). Due to the nature of the structure, a very stable tip is created. These bidirectional instruments need to be guided to the point of interest by curving in one direction and rotating the entire instrument around its own axis. This lacks ease of use.

3.精密な手首の動きは、全方向システムによってのみ可能である。関節式につながれた全方向器具は、主に、基端および先端と、先端湾曲部と、先端湾曲部から延びるシャフト領域と、を備え、必要に応じて基端湾曲部を含む。基端の動きは、先端における動きに伝達される。その例は、米国特許第7,410,483号(図11)と米国特許第8,105,350号(図15)に記載されている。 3. Precise wrist movement is only possible with an omnidirectional system. The articulated omnidirectional instrument primarily comprises a proximal end and a distal end, a distal end bend, a shaft region extending from the distal end bend, and optionally includes a proximal end bend. The movement of the base end is transmitted to the movement at the tip. Examples are described in US Pat. No. 7,410,483 (Fig. 11) and US Pat. No. 8,105,350 (Fig. 15).

ロボットによる外科手術法に類似した、関節式につながれた全方向器具は、7つまでの自由度(軸の回転と2平面内の先端の偏向とが、剛性の大きい従来の器具の4つの自由度に加えられている)を提供する。基端側における上昇/下降と左/右の動きの組み合わせによって、先端の作動体側におけるすべての点が、それ自体の周りに回転させる必要なしに到達することができる。しかしながら、扱い易さが増すにつれて、先端の安定性がどうしても著しく低減する。これを解決するために、Kymerax(登録商標)のシステム(テルモ)とJaimy(登録商標)のシステム(エンドコントロール)とを混成した解決策が、強力な電気サーボモータを用いて補償を行い、先端の安定性を復活させる。 Similar to robotic surgery, articulated omnidirectional instruments have up to seven degrees of freedom (rotation of the axis and deflection of the tip in two planes, four of the more rigid conventional instruments. (Additionally added) to provide. The combination of ascending / descending and left / right movements on the proximal side allows all points on the actuator side of the tip to be reached without the need to rotate around itself. However, as the ease of handling increases, the stability of the tip is inevitably significantly reduced. To solve this, a solution that mixes the Kymerax® system (Terumo) and the Jaimy® system (End Control) provides compensation using a powerful electric servomotor and is advanced. Revives the stability of.

全方向の関節式につながれた器具は、ロボットシステムに比較して、低価格と触覚フィードバックという利点を提供する。 Omnidirectional articulated instruments offer the advantages of lower cost and tactile feedback compared to robotic systems.

関節式につながれた手術器具の手首は、安定で、例えば、外部からの力の印加に対して十分な抵抗を示さなければならない。それは最近Chang Wookによって研究されてきている(Chang他著「腹部内視鏡の単一位置手術用の第一世代関節式器具の不十分な継手の力」Surgical Innovation 2012年)。彼は、有用である器具の手首が、20Nの最低限の横方向の力に理論的に耐えることを計算した。 The wrists of articulated surgical instruments must be stable and, for example, exhibit sufficient resistance to the application of external forces. It has recently been studied by Chang Wook (Chang et al., "Insufficient Joint Forces of First Generation Articulated Instruments for Single Position Surgery for Abdominal Endoscopy, Surgical Innovation 2012). He calculated that the wrist of a useful instrument could theoretically withstand a minimum lateral force of 20N.

この安定性は、器具の直径を増大することにより、操縦ワイヤの数や断面を増大することにより、手首の長さを短縮することにより、又はより剛性のある材料を使用することにより、実現することができる。しかしながら、侵襲性を減らしたいという欲求によって、最小限度の直径が要求される場合には、現存する技術との妥協が必要となる。 This stability is achieved by increasing the diameter of the device, by increasing the number and cross section of the control wire, by shortening the wrist length, or by using a more rigid material. be able to. However, if the desire to reduce invasiveness requires a minimum diameter, then a compromise with existing technology is required.

外科手術において、最も重要な特徴は、恐らく回転の安定性である。それは、シャフトから器具の手首を介して端部の作動体へ回転動作を伝達する能力である。例えば、逆手の切断位置に縫合糸を投げる動作は、約70°以上に湾曲し、さらに、針のホルダーの回転動作が湾曲した針で組織を突き出すようにさせる器具を必要とする。 Perhaps the most important feature in surgery is rotational stability. It is the ability to transmit rotational motion from the shaft through the wrist of the instrument to the actuating body at the end. For example, the action of throwing a suture to the cutting position of the opposite hand is curved to about 70 ° or more, and the rotational action of the needle holder requires an instrument that allows the curved needle to protrude the tissue.

外科手術用器具は、可撓性の基端部が、シャフトの方向を基準として、全円錐角内を自由に動くことができるとき、全方向性の器具であると考えられる。通常は、ボール・ソケット継手が用いられる。これは、ピッチ(上昇−下降)、ロール(左−右)およびヨー(回転)のような動作が可能な3自由度継手である。回転動作を伝達するために、継手における回転動作は、理論的には例えばピンと溝を用いて拘束される。アーチ型の溝が、ソケット内に設けられてボールの中心をほぼ貫通する平面内に延び、ボールの隣接側面に枢着されたピンを受入れる。他の方法は、切子面をもつボールとソケットの使用である。切子面とエッジは、軸回転を防止するが、横方向への方向の角度付けを低下させる。 Surgical instruments are considered omnidirectional instruments when the flexible proximal end is free to move within the entire cone angle with respect to the direction of the shaft. Usually, ball socket fittings are used. This is a three-degree-of-freedom joint capable of actions such as pitch (up-down), roll (left-right) and yaw (rotation). To transmit the rotational movement, the rotational movement in the joint is theoretically constrained using, for example, pins and grooves. An arched groove extends into a plane provided in the socket that substantially penetrates the center of the ball and receives pins pivoted to adjacent sides of the ball. Another method is the use of balls and sockets with facets. The facets and edges prevent axial rotation, but reduce lateral angulation.

レボリュート継手の連結を、ボール・ソケット継手の動きをまねて組み立てることができる多くの方法がある。例えば、ユニバーサル継手は、1つの回転自由度によって拘束されることをのぞいて、ボール・ソケット継手に似ている。2つのフォーク軸がクロスによって結合され、そのクロスがそれらの軸を90度に保持するので、軸1にトルクが印加されると、軸2が回転する。ユニバーサル継手はヒンジ2継手と均等であり、ヒンジ2継手ではヒンジ2の軸は互いに直交しており、適所に完全に固定された接続を有する。関節式につながれた外科手術器具又は関節式につながれた血管内カテーテルにおいては、ユニバーサル継手は、互いに90°の方位を有する可撓性ヒンジの連結によって実現されることが多い。 There are many ways in which revolving fitting connections can be assembled by mimicking the movement of ball socket fittings. For example, a universal joint is similar to a ball socket joint, except that it is constrained by one degree of freedom of rotation. The two fork shafts are connected by a cross, which holds them at 90 degrees, so that when torque is applied to the shaft 1, the shaft 2 rotates. The universal joint is even with the hinge 2 joint, in which the hinge 2 axes are orthogonal to each other and have a fully fixed connection in place. In articulated surgical instruments or articulated intravascular catheters, universal joints are often realized by the connection of flexible hinges with 90 ° orientation to each other.

全方向動作は、前後に並ぶように配置されたリンクのアセンブリである運動学上のチェーンを用いて実現できる。リンクは他のリンクに付着するポイントを有する剛性体である。ヒトの生理学において、リンクは椎間板、椎骨、又は骨片とみなすことができる。継手はリンク間の連結部である。運動学上の対は、2つのリンクとその間の継手の組合せである。運動学上のチェーンは、リンクと継手との組み合わせである。器具の手首は、シャフトと端部作動体間の運動学上のチェーンである。 Omnidirectional motion can be achieved using a kinematic chain, which is an assembly of links arranged side by side. A link is a rigid body that has points that attach to other links. In human physiology, links can be considered as intervertebral discs, vertebrae, or bone fragments. A fitting is a connection between links. A kinematic pair is a combination of two links and a fitting between them. A kinematic chain is a combination of links and fittings. The wrist of the device is a kinematic chain between the shaft and the end actuator.

2つのリンク間の回転の自由は拘束されるが、そのようなリンクを有する運動学上のチェーンは、最初と最後のリンクが互いに回転するような形態に強制的にされ得るということは、興味のある観察である。すべてのリンクと継手が一直線上にある時、回転運動はたるみなく伝達され、第一のリンクと最後のリンクは同じ方位を維持する。しかしながら、運動学上のチェーンがらせん曲線に従う時、第一のリンクと最後のリンクとの間にかなりの回転が生じる。(可撓性のある)リボリュート継手の連結に基づく全方向器具も、この現象の傾向がある。外科手術器具の場合、これは、シャフトと可撓性先端部との間の回転に帰着する。外科手術において、リボリュート電動のこの損失は、きわめて望ましくない。 The freedom of rotation between the two links is constrained, but it is interesting that kinematic chains with such links can be forced into a form in which the first and last links rotate with each other. It is an observation with. When all links and fittings are in a straight line, the rotational motion is transmitted without sagging and the first and last links maintain the same orientation. However, when the kinematic chain follows a spiral curve, there is considerable rotation between the first and last links. Omnidirectional instruments based on the connection of (flexible) ribolute fittings are also prone to this phenomenon. For surgical instruments, this results in a rotation between the shaft and the flexible tip. In surgery, this loss of revolut electric power is highly undesirable.

「らせん状の運動学上のチェーン効果」を抑制するためのこの技術分野における1つの解決策は、リンクの数を減らすことである。米国特許公開公報第2012/0220831号は、5リンクと4継手のみを備えたマルチ・ディスクのリスト継手を記載している。それらは、器具がロール、ピッチ又はヨーにおいて全く特異性がないと主張している。従って、動きが円滑である。これは、すべての継手が個別に制御されるロボットの用途に対してあてはまる。さらにコンピュータのコントローラにおいて実行される適当な逆運動学によって、用意に修正される。手動制御の器具を用いると、特に個々の継手が45°以上に湾曲する必要がある場合には、継手は制御が難しい。それらは、極端な角度で操作されるとき、「刻み目のある」状態になり、回転が難しくなる。この発明の目的は、先攻技術における1つ以上の問題を克服する操縦可能器具用の機械的伝導システムを提供することである。 One solution in this art to curb the "spiral kinematic chain effect" is to reduce the number of links. U.S. Patent Publication No. 2012/0220831 describes a multi-disc wrist fitting with only 5 links and 4 fittings. They claim that the instrument has no specificity in roll, pitch or yaw. Therefore, the movement is smooth. This is true for robot applications where all fittings are individually controlled. It is also easily modified by the appropriate inverse kinematics performed in the computer controller. With manually controlled instruments, fittings are difficult to control, especially if the individual fittings need to bend more than 45 °. When operated at extreme angles, they become "notched" and difficult to rotate. An object of the present invention is to provide a mechanical conduction system for maneuverable instruments that overcomes one or more problems in first-come-first-served technology.

第1実施形態によれば、この発明は、基端(20)と先端(40)を有し、シャフト領域(532)と、全方向に動くことが可能な可撓性基端部BPP(534)と、全方向に動くことが可能でBPP(534)の動きに応じて動く可撓性先端部BDP(530)とを備える操縦可能器具(500)用の機械的伝動システムMTS(100)であって、MTS(100)は、各々が基端(20)と先端(40)を有し架空チューブ(120)の周りに縦方向に配列された複数の縦部材LM(110)を備え、対応する伝動シャフト領域TSR(132)と、伝動可撓性基端部TBPP(134)と、伝動可撓性先端部TBDP(130)とを有し、少なくとも1つのLM(110)の平面断面(114)が異方性断面二次モーメントを示し、多数のLM(110)は各々がTBDP(130)又はTSR(132)に沿って1つ以上の拘束点で軸方向に回転するように拘束され、LMは各々分離した拘束点に対して縦方向に摺動可能であり、MTS(100)は、BDP(530)の先端がBPP(534)の補足的な回転によって湾曲位置において軸方向に回転可能であるMTS(100)に関する。 According to the first embodiment, the present invention has a proximal end (20) and a distal end (40), a shaft region (532), and a flexible proximal end BPP (534) capable of moving in all directions. ) And a mechanical transmission system MTS (100) for maneuverable equipment (500) with a flexible tip BDP (530) that can move in all directions and move in response to the movement of the BPP (534). The MTS (100) is equipped with a plurality of vertical members LM (110), each having a proximal end (20) and a distal end (40) and arranged vertically around an imaginary tube (120). Has a transmission shaft region TSR (132), a transmission flexible base end TBPP (134), and a transmission flexible tip TBDP (130), and has a planar cross section (114) of at least one LM (110). ) Indicates the geometrical moment of inertia, and many LMs (110) are constrained to rotate axially at one or more constrain points, each along TBDP (130) or TSR (132). The LM can slide vertically with respect to each separated restraint point, and the MTS (100) can rotate the tip of the BDP (530) axially in the curved position by the supplementary rotation of the BPP (534). Regarding MTS (100).

TSR(132)に沿って設けられた少なくとも1つの拘束点が、TSR(132)の先端の半分に、好ましくは、TRS(132)の先端においてTSR(132)の全長の10%に設けられ、TSR(132)に沿って設けられた少なくとも1つの他の拘束点が、TSR(132)の基端の半分に、好ましくは、TRS(132)の基端においてTSR(132)の全長の10%に設けられてもよい。
前記多数のLM(110)は各々が、TBPP(134)に沿って1つ以上の拘束点で、さらに軸方向に回転するように拘束されてもよい。
MTS(100)は、前記多数のLM(110)を拘束点で軸方向に回転するように拘束する構成を有する1つ以上のLMガイド(300,305,350)をさらに備えてもよい。
各LMガイドが、拘束点において架空チューブ(120)上の実質的に一定の円周位置に、前記多数のLM(110)を保持するようにさらに構成されてもよい。
MTS(100)は、TBDP(130)に少なくとも2つのLMガイド(300、305、350)を、TBPP(134)に少なくとも2つのLMガイドを備えてもよい。
LMガイド(300、305、350)は、拘束点に前記多数のLM(110)を軸方向に回転可能に拘束するように、かつ、拘束点において架空チューブ(120)上の実質的に一定の円周位置にLM(110)を保持するように構成され、架空チューブ(320、120)の周りに配列された複数の分離した通路(310)を有する本体を備えてもよい。
TBDP又はTBPPにLM(110)を軸方向に回転可能に拘束するように構成された通路(310)が、LMの平面断面(114)を補足する輪郭を横断面に備えてもよい。
TDBP(130)とTDPP(134)におけるLMガイド(300)が関節式に接続され、LMガイド(305, 350', 350")がそれぞれ前後に並んで配置され、かつ、相互に関節式に接続され、それによって、DBP(130)とPBP(134)のLM(110)の湾曲を支持するようにしてもよい。
関節式に接続されたLMガイド(305, 350', 350")は、ボール・ソケット継手からなるピボット継手を介した対状の相互接触状態にあってもよい。
隣接する関節式に接続されたLMガイド間の偏揺が、分離した拘束点を架空チューブに沿って実質的に固定され互いに回転するように一列に並べることによって限定されてもよい。
TSR(132)のLMガイド(300)が固定LMガイド(305, 350', 350")であり、TBDP(130)又はTBPP(134)の可撓性に比べてTSR(132)の可撓性を低減するように互いに回転可能に固定されてもよい。
LMの平面断面は、長方形の、文字「I」の、又は円弧状の輪郭を有し、場合によっては、それらの輪郭の1つ以上の隅は尖っているか、又は丸みを有してもよい。
BDP(530)とBPP(534)は、少なくとも部分的に湾曲可能であってもよい。
第2実施形態によれば、この発明は、以下に述べるMTS(100)を備えた操縦可能器具(500)に関する。
At least one constraint point along the TSR (132) is provided at half the tip of the TSR (132), preferably at the tip of the TRS (132) at 10% of the total length of the TSR (132). At least one other constraint along the TSR (132) is at half the proximal end of the TSR (132), preferably 10% of the total length of the TSR (132) at the proximal end of the TSR (132). It may be provided in.
Each of the numerous LMs (110) may be constrained to rotate further axially at one or more constraining points along the TBPP (134).
The MTS (100) may further include one or more LM guides (300, 305, 350) having a configuration that constrains the large number of LMs (110) so as to rotate axially at the restraint points.
Each LM guide may be further configured to hold the large number of LMs (110) at substantially constant circumferential positions on the fictitious tube (120) at the restraint points.
The MTS (100) may have at least two LM guides (300, 305, 350) on the TBDP (130) and at least two LM guides on the TBPP (134).
The LM Guides (300, 305, 350) rotatably constrain the large number of LMs (110) to restraint points and are substantially constant on the fictitious tube (120) at the restraint points. It may include a body configured to hold the LM (110) in a circumferential position and having a plurality of separate passages (310) arranged around an aerial tube (320, 120).
A passage (310) configured to rotatably constrain the LM (110) to the TBDP or TBPP may provide a contour in the cross section that complements the plane cross section (114) of the LM.
The LM guides (300) in TDBP (130) and TDPP (134) are articulated, and the LM guides (305, 350', 350 ") are arranged side by side and articulated to each other. And thereby supporting the LM (110) curvature of DBP (130) and PBP (134).
The articulated LM guides (305, 350', 350 ") may be in paired mutual contact via a pivot joint consisting of a ball socket joint.
The yaw between adjacent articulated LM guides may be limited by arranging the separated restraint points in a row so that they are substantially fixed along the aerial tube and rotate with each other.
The LM guide (300) of the TSR (132) is a fixed LM guide (305, 350', 350 ") and is more flexible of the TSR (132) than of the TBDP (130) or TBPP (134). May be rotatably fixed to each other so as to reduce.
The planar cross section of the LM has rectangular, letter "I", or arcuate contours, and in some cases, one or more corners of those contours may be sharp or rounded. ..
BDP (530) and BPP (534) may be at least partially curvy.
According to a second embodiment, the present invention relates to a maneuverable device (500) with the MTS (100) described below.

この発明の他の実施形態は、操縦可能器具(500)用の機械的伝導システムMTS(100)に関し、その操縦可能器具(500)は基端(20)と先端(40)とを有すると共に、可撓性基端部BDP(530)を備え、BDP(530)は基端(20)におけるMTS(100)の作動に応じて全方向的に動き、MTS(100)は、各々が基端(20)と先端(40)を有し、かつ、架空チューブ(120)の周りに縦方向に配列された複数の従部材LM(110)を備えると共に、対応する伝動可撓性先端部TBDP(130)を有し、少なくとも1つの、場合によっては各々の、及び全ての、LM(110)の平面断面が異方性断面二次モーメントを示し、複数のLM(110)の大多数、好ましくは全てが、各々伝動可撓性先端部(130)において軸方向に回転するように拘束される。 Another embodiment of the present invention relates to a mechanical conduction system MTS (100) for a maneuverable device (500), the maneuverable device (500) having a proximal end (20) and a tip end (40). With a flexible base end BDP (530), the BDP (530) moves in all directions in response to the operation of the MTS (100) at the base end (20), and each of the MTS (100) has a base end ( It has a 20) and a tip (40), is equipped with a plurality of slave members LM (110) arranged vertically around an imaginary tube (120), and has a corresponding transmission flexible tip TBDP (130). ), And at least one, and in some cases each, and all, the plane cross-section of the LM (110) exhibits the anisotropic moment of inertia of area, and the majority, preferably all of the plurality of LM (110). Are constrained to rotate axially at each of the transmission flexible tips (130).

異方性は、LM(110)の平面断面(114)の重心で交差する相互直交軸(116、118)に関するものであってもよく、その周りにLM(110)が高い断面2次モーメントを有する軸(116)が架空チューブの中心軸(A-A’)への方向に向けられる。軸(116)は架空チューブ(120)の中心軸(A-A’)と交差するか、中心軸(A-A’)と平面断面の重心(111)との間に引かれた仮想線(115)と比較して60度までの角度(アルファ)を取ることによって架空チューブ(120)の中心線から逸れてもよい。平面断面(114)は伝動可撓性先端部(130)の中に存在してもよい。LM(110)の数は、少なくとも3又は4であってもよい。LMの平面断面は、長方形の、文字「I」の、又は円弧の輪郭を有してもよいし、場合によっては、1つ以上のそれらの輪郭の角がとがるか、又は丸味を有する。 The anisotropy may relate to the mutual orthogonal axes (116, 118) intersecting at the center of gravity of the plane cross section (114) of the LM (110), around which the LM (110) has a high moment of inertia of area. The shaft (116) to be held is oriented in the direction toward the central axis (A-A') of the fictitious tube. The axis (116) intersects the central axis (A-A') of the fictitious tube (120) or is a virtual line (111) drawn between the central axis (A-A') and the center of gravity (111) of the plane cross section. It may deviate from the center line of the fictitious tube (120) by taking an angle (alpha) up to 60 degrees compared to 115). The plane cross section (114) may be present in the transmission flexible tip (130). The number of LMs (110) may be at least 3 or 4. The plane cross-section of the LM may have rectangular, letter "I", or arc contours, and in some cases, one or more of those contours may have sharpened or rounded corners. ..

MTS(100)はさらに、架空チューブ(120)の上の本質的に一定の外周位置にLM(110)を維持して、TBDP(130)に多数のLM(110)を軸方向に回転するように拘束する構成を有する1つ以上のLMガイド(300、350)を備えてもよい。LMガイド(300、305、350)は、架空チューブ(320、120)の周りに配列された複数の分離した通路(channels)(310)を備え、架空チューブ(120)の上の本質的に一定の外周位置にLM(110)を維持して、TBDP(310)に多数のLM(110)を軸方向に回転するように拘束する構成を有する本体を備えてもよい。TBDPにLM(110)を軸方向に回転するように拘束する構成を有する通路(310)は、LMの平面断面(114)を補足する輪郭を横断面に備えてもよい。LMガイド(300)のいくつかは、TBDP(130)において前後に並んで配置され、互いに関節式につながれた関節式LMガイド(305、305’、305”)であり、それによってDBP(130)におけるLM(110)の湾曲を支持してもよい。関節式につながれたLMガイド(305、305’、305”)はピボット継手によって対のように相互に接触してもよい。LMガイド(300)のいくつかは、伝動シャフト領域TSR(132)に配置され、TBDP(130)に隣接し、互いに回転するように固定された固定LMガイド(350、350’、350”)であってもよい。MTS(100)は、TBDP(130)の全方向移動応答を引き起こす、使用者による全方向作動用の可撓性伝動基端部TBPP(134)をさらに備えてもよい。 The MTS (100) also maintains the LM (110) in an essentially constant circumferential position on the fictitious tube (120) so that the TBDP (130) rotates a number of LMs (110) axially. It may be provided with one or more LM guides (300, 350) having a configuration that is constrained to. The LM Guides (300, 305, 350) have multiple separate channels (310s) arranged around the fictitious tubes (320, 120) and are essentially constant on the fictitious tubes (120). The TBDP (310) may be provided with a main body having a configuration in which a large number of LMs (110) are constrained to rotate in the axial direction while maintaining the LM (110) at the outer peripheral position of the. The passage (310) having a configuration that constrains the TBDP to rotate the LM (110) in the axial direction may be provided with a contour in the cross section that supplements the plane cross section (114) of the LM. Some of the LM Guides (300) are articulated LM Guides (305, 305', 305 ") arranged side by side in TBDP (130) and articulated to each other, thereby DBP (130). The curvature of the LM (110) in the LM (110) may be supported. The articulated LM guides (305, 305', 305 ") may be paired with each other by a pivot joint. Some of the LM Guides (300) are located in the transmission shaft region TSR (132), adjacent to the TBDP (130), with fixed LM Guides (350, 350', 350') fixed to rotate with each other. The MTS (100) may further include a flexible transmission base end TBPP (134) for omnidirectional operation by the user, which provokes an omnidirectional movement response of the TBDP (130).

この発明の他の実施形態は、ここに定義されるMTS(100)を備えた操縦可能器具(500)に関する。BDP(530)は、基端(20)におけるMTS(100)の作動に応答して、少なくとも2つの異なる交差する平面で動くように構成されてもよく、その場合、操縦可能器具(500)はBDP(530)の先端に端部作動体(540)をさらに備える。端部作動体(540)がBDP(530)に対して回転するように固定され、そしてBDP(530)が湾曲姿勢にあるときに基端湾曲部(202)の補足的回転によって、端部作動体が回転可能であるようにMTS(100)は構成される。端部作動体は端部作動体の回転調整をさせ、BDP(530)に対して端部作動体(540)を回転可能に固定するように構成されたロック可能要素により、BDPに対して回転するように固定されてもよい。 Another embodiment of the present invention relates to a maneuverable device (500) with an MTS (100) as defined herein. The BDP (530) may be configured to move in at least two different intersecting planes in response to the operation of the MTS (100) at the proximal end (20), in which case the maneuverable device (500) An end actuator (540) is further provided at the tip of the BDP (530). The end actuator (540) is fixed to rotate with respect to the BDP (530), and the end actuated by the complementary rotation of the proximal end bend (202) when the BDP (530) is in a curved position. The MTS (100) is configured so that the body is rotatable. The end actuator adjusts the rotation of the end actuator and rotates with respect to the BDP by a lockable element configured to rotatably secure the end actuator (540) to the BDP (530). It may be fixed so as to.

図1は、直線の形態で分解された本発明の機械的伝動システム(MTS)の等角投影図を示す。FIG. 1 shows an isometric view of the mechanical transmission system (MTS) of the present invention decomposed in the form of a straight line. 図2は、伝動可撓性先端部(TBDP)が湾曲し、伝動シャフト領域(TSR)が同じ直線形態のままである、図1のMTSを示す。FIG. 2 shows the MTS of FIG. 1 in which the transmission flexible tip (TBDP) is curved and the transmission shaft region (TSR) remains in the same linear form. 図3は、図1の位置112における縦部材(LM)の平面横断面である平面断面の2つの交差軸を示し、その断面は「I」形の輪郭を有する。FIG. 3 shows two intersecting axes of a plane cross section, which is a plane cross section of the vertical member (LM) at position 112 in FIG. 1, which has an "I" -shaped contour. 図4は、複数の固定LMガイドと複数の関節式につながれたLMガイドを備えた本発明のMTSの外観を示す。FIG. 4 shows the appearance of the MTS of the present invention with multiple fixed LM guides and multiple articulated LM guides. 図5は、TBPPが湾曲によって作動され、その動きがTBDPへ伝達された、図4のMTSを示す。FIG. 5 shows the MTS of FIG. 4, in which TBPP was actuated by curvature and its movement was transmitted to TBDP. 図6は、LMの半円形の横断面(つまり平面断面)を示す。FIG. 6 shows a semicircular cross section (ie, planar cross section) of the LM. 図7は、LMの長方形の横断面(つまり平面断面)を示す。FIG. 7 shows the rectangular cross section (ie, planar cross section) of the LM. 図8は、LMの「I」の横断面(つまり平面断面)を示す。FIG. 8 shows the cross section (ie, plane cross section) of the LM “I”. 図9は、LMの角に丸みのある長方形の横断面(つまり平面断面)示す。FIG. 9 shows a rectangular cross section (ie, planar cross section) with rounded corners of the LM. 図10は、LMの競争用トラックの横断面(つまり平面断面)示す。FIG. 10 shows the cross section (that is, the plane cross section) of the LM competition truck. 図11は、縦部材の各々が円形の平面断面を有する、本発明でない機械的伝動手段の側面図を示す。FIG. 11 shows a side view of a mechanical transmission means other than the present invention, in which each of the vertical members has a circular plane cross section. 図12は、LMの各々が「I」形の平面断面を有する、本発明のMTSの側面図を示す。FIG. 12 shows a side view of the MTS of the present invention, each of which has an "I" -shaped plane cross section. 図13は、縦部材の各々が円形の平面断面を有し、縦部材の望ましくない捩りを示す、本発明でない機械的伝動手段の等角投影図を示す。FIG. 13 shows an isometric view of a mechanical transmission means not of the present invention, where each of the vertical members has a circular planar cross section and shows an undesired twist of the vertical members. 図14は、LMの各々が「I」形の平面断面を有し、TBDPにおいてLMの捩りが著しく少ないことを示す、この発明の図12のMTSの等角投影図を示す。FIG. 14 shows an isometric view of the MTS of FIG. 12 of the present invention, showing that each of the LMs has an "I" -shaped planar cross section and the LM twist is significantly less in TBDP. 図15は、分離した単一のLMを示す、本発明の図14のMTSの側面図である。FIG. 15 is a side view of the MTS of FIG. 14 of the present invention showing a single separated LM. 図16は、MTSのTBDPに設けられたLMの異なる湾曲半径を示すMTSの側面図である。FIG. 16 is a side view of the MTS showing the different radius of curvature of the LM provided in the TBDP of the MTS. 図17は、ディスク形状のLMガイドの平面図である。FIG. 17 is a plan view of the disc-shaped LM guide. 図18は、関節式につながれるLMガイドであるLMガイドの側面図である。FIG. 18 is a side view of an LM guide, which is an LM guide that is articulated. 図19は、本発明のMTSを組み込んだ操縦器具の等角投影図である。FIG. 19 is an isometric view of the control device incorporating the MTS of the present invention. 図20は、複数の固定LMガイドと関節式につながれたLMガイドとによって半径位置に維持される4つのLMを備えた本発明のMTS100の等角投影図である。FIG. 20 is an isometric view of the MTS100 of the present invention with four LMs maintained in radial positions by a plurality of fixed LM guides and articulated LM guides. 図21Aは、円形輪郭の縦部材を備える、本発明でない機械的伝動手段の可撓性先端部を示す。FIG. 21A shows a flexible tip of a mechanical transmission means not of the present invention, comprising a vertical member with a circular contour. 図21Bは、望ましくない固定したらせん状の運動上チェーン状態にある、本発明でない図21Aの機械的伝動手段の可撓性先端部を示す。FIG. 21B shows the flexible tip of the mechanical transmission means of FIG. 21A, which is not of the present invention, in an undesired fixed spiral kinetic chain state. 図22は、LMガイドの通路とその中にあるLMの2つの代表的な方位を示す。図22AとBは、LMガイドの通路の中にあるLMの2つの代表的な方位を示す。FIG. 22 shows two typical orientations of the LM Guide passage and the LM within it. Figures 22A and 22 show two typical orientations of the LM in the LM Guide passage. 図23は、架空チューブに沿って本質的に固定された相互の回転配列における分離した拘束点を示す。FIG. 23 shows the separated restraint points in a mutual rotation array that is essentially fixed along the fictitious tube.

[発明の詳細な説明]
この発明において用いられる方法を説明する前に理解されるべきことであるが、この発明は、説明される特定の方法、構成要素又は装置に限定されない。それは、そのような方法、構成要素または装置は、勿論、変化してもよいからである。さらにまた、理解されるべきことであるが、ここで用いられる専門用語は限定することを意図するものではない。それは、この発明の範囲が添付の特許請求の範囲のみによって限定されるからである。
[Detailed description of the invention]
It should be understood before describing the methods used in the present invention, but the invention is not limited to the particular methods, components or devices described. That is because such methods, components or devices may, of course, change. Furthermore, it should be understood that the terminology used here is not intended to be limiting. This is because the scope of the present invention is limited only by the appended claims.

ここで用いられるように、単数形の語は「1つの(a、an)」を形成し、「その(the)」は、文脈が明確に別のものを指示しない場合、単数と複数の指示対象を含む。 As used here, the singular word forms "one (a, an)", which "the" is the singular and multiple referents unless the context explicitly points to another. Including the subject.

ここに用いられる「備える(comprising、comprises、comprised of)」は、「含む(including、includes、containing、contains)」と同義語であり、包括的又は非限定的で、追加される記載のない部材や要素や方法工程を除外しない。「備える(comprising、comprises、comprised of)」は「からまる(consisting of)」も含む。 As used herein, "comprising, complements, complemented of" is synonymous with "including, includes, containing, contains" and is a comprehensive or non-limiting member without additional description. Do not exclude elements or methods. "Comprising, complements, complemented of" also includes "consisting of".

端点による数値範囲の記述は、記述される端点と同様に、各範囲内に含まれるすべての数と端数を含む。 The description of a numerical range by endpoints, like the endpoints described, includes all numbers and fractions contained within each range.

パラメータや量や時間的継続期間などのような測定可能な値を引用するときに、ここで用いられる用語「約」は、開示された発明においてその変動が実施に適当である限り、特定の値から土10%以下、好ましくは土5%以下、より好ましくは土1%以下、さらにより好ましくは土0.1%以下の変動を含むことを意味する。理解されるべきことであるが、修飾語「約」が引用する値は、それ自体も明確に、かつ、好んで開示される。 When quoting measurable values such as parameters, quantities, time duration, etc., the term "about" used herein is a specific value as long as the variation is appropriate for practice in the disclosed invention. From 10% or less of soil, preferably 5% or less of soil, more preferably 1% or less of soil, and even more preferably 0.1% or less of soil. It should be understood that the values cited by the modifier "about" are themselves clearly and preferentially disclosed.

他に定義されない場合、この発明の開示に使用される、技術的、かつ、科学的用語を含むすべての用語は、この発明が属する技術分野の当業者によって共通に理解される意味を有する。この明細書で使用される用語の定義は、この発明の開示をさらなるガイダンスによってさらに評価するために含まれる。ここの引用される全ての出版物は引用によってここに組み込まれる。ここに引用されるすべての米国特許および特許出願は、引用によって、図面を含んで完全に、ここに組み込まれる。 Unless otherwise defined, all terms used in the disclosure of the present invention, including technical and scientific terms, have meanings commonly understood by those skilled in the art to which the invention belongs. Definitions of terms used herein are included to further evaluate the disclosure of the invention with further guidance. All publications cited here are incorporated here by citation. All US patents and patent applications cited herein are incorporated herein by reference in their entirety, including drawings.

この明細書を通して「1つの実施形態」への言及は、実施形態に関連して述べられる特定の特徴、構造又は特性が本発明の少なくとも実施形態に含まれることを意味する。従ってこの明細書を通じて様々な箇所における「或る実施形態において」や「実施形態において」という句の表現は、必ずしも同じ実施形態をすべて引用する必要はないが、引用してもよい。さらに、特定の特徴、構造又は特性は、この開示から当業者に明らかなように、1つ以上の実施形態において適当な方法で組合わされてもよい。さらに、ここに記載されるいくつかの実施形態は、ほかの実施形態に含まれるほかの特徴ではないいくつかの特徴を含むが、異なる実施形態の特徴の組合せは、当業者に理解されるように、この発明の範囲内にあり、他の実施形態を形成することを意味する。例えば、次の特許請求の範囲において、いずれの実施形態も、どのような組合せにおいても使用できる。 Reference to "one embodiment" throughout this specification means that any particular feature, structure or property described in connection with the embodiment is included in at least the embodiments of the present invention. Therefore, the expressions "in certain embodiments" and "in embodiments" in various places throughout this specification do not necessarily cite all of the same embodiments, but may. Moreover, certain features, structures or properties may be combined in a suitable manner in one or more embodiments, as will be apparent to those skilled in the art from this disclosure. In addition, some embodiments described herein include some features that are not other features contained in other embodiments, but combinations of features of different embodiments will be appreciated by those skilled in the art. By the way, it is within the scope of the present invention and is meant to form other embodiments. For example, in the following claims, any embodiment can be used in any combination.

「先端」および「基端」という用語は、この明細書を通じて使用され、装置の外科医側の方が(基端)、離れる方が(先端)を意味することを当該技術分野で一般的に理解された用語である。従って、「基端」は外科医側に近く、従って患者側から離れていることを意味する。逆に「先端」は患者側に近く、従って外科医側から離れていることを意味する。 The terms "tip" and "base" are used throughout this specification, and it is generally understood in the art that the surgeon side of the device means (base) and the device away (tip). It is a term that has been used. Thus, the "base" means closer to the surgeon's side and therefore away from the patient's side. Conversely, "tip" means closer to the patient's side and therefore farther from the surgeon's side.

この発明は、操縦可能器具用の機械的伝動システム(MTS)に関する。操縦可能器具は、好ましくは縦の線に沿っており、一方向により長いことを意味する。線上(直線)の操縦可能器具はこの発明の範囲内であるが操縦可能器具が直線上であることを必ずしも意味しない。操縦可能器具は、直線状又は湾曲状で例えば、C又はS字形のシャフト領域を有してもよい。 The present invention relates to a mechanical transmission system (MTS) for maneuverable equipment. Maneuverable equipment is preferably along a vertical line, meaning longer in one direction. A line (straight) maneuverable device is within the scope of the present invention, but does not necessarily mean that the maneuverable device is on a straight line. The maneuverable device may have a linear or curved, eg, C or S-shaped shaft region.

典型的には、操縦可能器具は基端と先端とを有し、可撓性先端部(BDP)を備える。可撓性先端部(BDP)は手首(wrist)として知られることもあり、基端におけるMTSの作動に応じて動く。基端におけるMTSの作動はBDPにおける動きの反応を引き起こす。操縦可能器具はまた、シャフト領域(SR)を備え、シャフト領域(SR)は本質的に剛性又は半剛性であってもよく、その一端がBDPを備える。シャフト領域は、縦の線に沿っており、一方向に長いことを意味する。線上(直線)のシャフトはこの発明の範囲内であるが、シャフト領域が直線状であることを必ずしも意味しない。シャフト領域は、直線状または曲線状で、例えば、C又はS字形を有してもよい。BDPを制御するために、従部材(LMS)として知られる操縦ワイヤがMTSに使用される。それらは、引く又は押すことによってBDPを制御する。MTSは複数の従部材(LM)を備え、その各々は基端と先端とを有し、架空チューブの回りに縦方向に配列される。LMの少なくとも1つは、その平面断面が2つの交差軸に関して異方性断面二次モーメントを有する領域を含む。BDPの先端(先端の終端)は、どの方向にも等しい容易さで動くことができる、つまり特異性がない。動きの応答は、作動の程度に比例する。 Typically, the maneuverable device has a base end and a tip and includes a flexible tip (BDP). The flexible tip (BDP), sometimes known as the wrist, moves in response to the action of the MTS at the proximal end. The actuation of the MTS at the proximal end causes a motion response in the BDP. The maneuverable device also comprises a shaft region (SR), which may be rigid or semi-rigid in nature, one end of which comprises a BDP. The shaft area is along the vertical line, meaning that it is long in one direction. The on-line (straight) shaft is within the scope of the present invention, but does not necessarily mean that the shaft region is linear. The shaft region may be linear or curved and may have, for example, a C or S shape. To control the BDP, a control wire known as a slave member (LMS) is used in the MTS. They control BDP by pulling or pushing. The MTS comprises a plurality of slave members (LMs), each of which has a proximal end and a distal end, which are arranged longitudinally around an aerial tube. At least one of the LMs includes a region whose plane cross section has an anisotropic moment of inertia of area with respect to the two intersecting axes. The tip of the BDP (the end of the tip) can move with equal ease in any direction, that is, it has no specificity. The response of movement is proportional to the degree of operation.

シャフト領域(SR)は、好ましくは本質的に剛性又は半剛性を有するか、又は可撓性で、剛性又は半剛性を有する外部チューブ又は外側チューブと協同するときに、剛性又は半剛性になってもよい。シャフト領域はBDPに隣接する。シャフト領域はBDPに接触してもよい。操縦可能器具は、操縦可能器具の基端に可撓性基端部(BPP)をさらに備えてもよい。BPPはシャフト領域に隣接する、つまりシャフト領域はBDPとBPPとの間に設けられる。シャフト領域はBPPに接触してもよい。BPPの動きは基端部においてMTSを作動させ、BPPに作動反応を引き起こす。BPPの異なる半径方向への異なる湾曲度の動きは、BDPへMTSを用いて伝達され、BDPの半径方向および/又はBDPの湾曲などにおける対応する変化に帰着する。操縦可能器具は、MTSに、例えば2つ以上のLM又は各および全LMに直接接続された電気機械装置を用いて基端で作動してもよい。典型的には、シャフト領域におけるLMが作動される。そのような場合には、器具はBPPを欠いてもよい。また、ロボットのような制御は、BPPを作動させる電気機械的装置を使用することによって実現することができる。電気機械的装置は、例えば、サーボモータであってもよい。電気機械的装置に結合することによって、外科手術ロボットへの直接的な一体化が助長される。 The shaft region (SR) is preferably rigid or semi-rigid in nature, or becomes rigid or semi-rigid when cooperating with an outer or outer tube that is rigid or semi-rigid. May be good. The shaft area is adjacent to the BDP. The shaft region may be in contact with the BDP. The maneuverable device may further include a flexible base end (BPP) at the base end of the maneuverable device. The BPP is adjacent to the shaft area, that is, the shaft area is provided between the BDP and the BPP. The shaft region may be in contact with the BPP. The movement of the BPP activates the MTS at the proximal end, causing the BPP to react. Movements of different degrees of curvature of BPP in different radial directions are transmitted to BDP using MTS, resulting in corresponding changes in BDP radial and / or BDP curvature, etc. The maneuverable device may operate at the proximal end using, for example, two or more LMs or electromechanical devices directly connected to each and all LMs to the MTS. Typically, the LM in the shaft area is activated. In such cases, the device may lack BPP. Also, robot-like control can be achieved by using an electromechanical device that activates the BPP. The electromechanical device may be, for example, a servomotor. Binding to electromechanical devices facilitates direct integration into surgical robots.

BDPの動作反応は、
−シャフト領域に平行な平面内の湾曲の程度、シャフト領域の中心縦軸との接触の程度、およびシャフト領域からの延びの程度における変化、
−シャフト領域に直交する平面内の湾曲方向、シャフト領域の中心縦軸との接触方向、およびシャフト領域からの延びの方向の変化
であってもよい。
The operation reaction of BDP is
-Changes in the degree of curvature in a plane parallel to the shaft region, the degree of contact with the central vertical axis of the shaft region, and the degree of extension from the shaft region,
-It may be a change in the bending direction in the plane orthogonal to the shaft region, the contact direction with the central vertical axis of the shaft region, and the extending direction from the shaft region.

操縦可能器具の動作の組合せは、BDPの湾曲姿勢にある間に、BDPへその先端において伝達されるシャフト領域の回転を、通常は助長する。しかしながら、発明者らは、BDPの先端はシャフト領域に同期して回転しないことを見出した。基端に加えられシャフト領域を介して伝達されるトルクが、とくに湾曲姿勢にあるときに、DBPの先端の回転につながらない「デッドゾーン」、バックラッシュ又は遊びがある。 The combination of maneuverable device movements usually facilitates the rotation of the shaft region transmitted at its tip to the BDP while in the curved position of the BDP. However, the inventors have found that the tip of the BDP does not rotate in synchronization with the shaft region. There is a "dead zone", backlash or play that does not lead to rotation of the tip of the DBP, especially when the torque applied to the proximal end and transmitted through the shaft region is in a curved position.

操縦可能器具は、例えば、腹腔鏡装置又は血管内カテーテルのような外科手術装置であってもよい。この発明は、血管内用途、外科手術器具、ロボット式遠隔操作の医療ロボット又は小型外科手術器具および工業的用途のような、しかしそれに限定されない関節式につながれた器具に使用できる。 The maneuverable instrument may be, for example, a surgical device such as a laparoscopic device or an endovascular catheter. The present invention can be used for articulated instruments such as, but not limited to, intravascular applications, surgical instruments, robotic remote controlled medical robots or small surgical instruments and industrial applications.

BDPは全方向に、つまり、いずれの半径方向にも動くように構成されている。BDPは、いずれの半径方向(シャフト領域の中心縦軸(A-A’)に対して約360°)にも動くように構成されることが好ましい。BDPは、シャフト領域に平行に設けられ、シャフト領域の中心縦軸(A-A’)に接触する少なくとも2つ(例えば、3、4、5、6、7、8又はそれ以上)の異なる平面内を移動するように構成されることが好ましい。好ましくは、BDPは、シャフト領域に平行に設けられ、シャフト領域の中心縦軸(A-A’)に接触する無数の異なる平面内を移動するように構成される。BDPの湾曲は、典型的には、少なくとも部分的には、曲線である、つまり、BDPは、曲がることができる。曲りは、当該技術分野で通常的に理解されるように、角ばった湾曲よりむしろ円滑な湾曲になることを意味する。曲りは典型的には、長さの少なくとも一部について、例えばヒンジ継手における、一定の勾配又は勾配の不連続で単一の変化を典型的に示す角張った湾曲に比べて、連続的に変化する(例えば、増大又は減少する)勾配を備える。BPPは直線の形態に偏ってもよいし、作動によって湾曲が引き起こされてもよいことが理解される。また、BDPは曲線に偏ってもよいし、作動によって湾曲が追加又は削減されてもよい。 The BDP is configured to move in all directions, that is, in any radial direction. The BDP is preferably configured to move in any radial direction (about 360 ° with respect to the central vertical axis (A-A') of the shaft region). The BDP is provided parallel to the shaft region and has at least two different planes (eg, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or more) in contact with the central vertical axis (A-A') of the shaft region. It is preferably configured to move within. Preferably, the BDP is provided parallel to the shaft region and is configured to travel within a myriad of different planes in contact with the central vertical axis (A-A') of the shaft region. The curvature of the BDP is typically, at least in part, a curve, i.e. the BDP can be curved. Bending means a smooth curve rather than an angular curve, as is commonly understood in the art. The bend typically changes continuously for at least a portion of the length, as compared to the angular curvature, which typically exhibits a single change with a constant slope or discontinuity of slope, for example in a hinge joint. It has a gradient (eg, increasing or decreasing). It is understood that the BPP may be biased towards a linear form or the actuation may cause curvature. In addition, the BDP may be biased toward a curve, or the curve may be added or reduced by operation.

同様に、BPPは、存在する場合、全方向に、つまり、いずれの半径方向にも動くように構成されている。BPPは、いずれの半径方向(シャフト領域の中心縦軸(A-A’)に対して約360°)にも動くように構成されていることが好ましい。MTSは好ましくは、少なくとも8つの異なる方向にBPPを動かすように構成される。BPPは、シャフト領域に平行に設けられ、シャフト領域の中心縦軸(A-A’)に接触する少なくとも2つ(例えば、3、4、5、6、7、8又はそれ以上)の異なる平面内を移動するように構成されることが好ましい。好ましくは、BPPは、シャフト領域に平行にもうけられ、シャフト領域の中心縦軸に接触する無数の異なる平面内を移動するように構成される。BPPの湾曲は、典型的には、少なくとも部分的には、曲線である、つまり、BDPは曲がることができる。曲りによって当該技術分野で通常的に理解されるように、角ばった湾曲よりむしろ円滑な湾曲になることを意味する。曲りは典型的には、長さの少なくとも一部について、例えばヒンジ継手における、一定の勾配又は勾配の不連続で単一の変化を示す角張った湾曲に比べて、連続的に変化する(例えば、増大又は減少する)勾配を備える。BPPは直線の形態に偏ってもよいし、作動によって湾曲が引き起こされてもよいことが理解される。また、BPPは曲線に偏ってもよいし、作動によって湾曲が追加又は削減されてもよい。 Similarly, the BPP is configured to move in all directions, that is, in any radial direction, if present. The BPP is preferably configured to move in any radial direction (about 360 ° with respect to the central vertical axis (A-A') of the shaft region). The MTS is preferably configured to move the BPP in at least eight different directions. The BPP is provided parallel to the shaft region and has at least two different planes (eg, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or more) in contact with the central vertical axis (A-A') of the shaft region. It is preferably configured to move within. Preferably, the BPP is arranged parallel to the shaft region and travels in a myriad of different planes in contact with the central vertical axis of the shaft region. The curvature of the BPP is typically, at least in part, a curve, i.e. the BDP can be curved. Bending means a smooth curve rather than an angular curve, as is commonly understood in the art. The bend typically changes continuously (eg, for example, in a hinged joint, for at least a portion of the length, as compared to an angular curvature showing a single change with a constant slope or discontinuity of slope. It has a gradient (increasing or decreasing). It is understood that the BPP may be biased towards a linear form or the actuation may cause curvature. In addition, the BPP may be biased toward a curve, or the curve may be added or reduced by operation.

操縦可能器具は、グリップ、プライヤ、切断ハサミ等のような端部作動体を備えてもよい。その端部作動体は操縦可能器具の先端に備えられる。 The maneuverable device may include end actuators such as grips, pliers, cutting scissors and the like. Its end actuator is provided at the tip of the maneuverable device.

さらに、湾曲状態においてでさえ、器具の先端をそれ自体の軸の周りに、つまり軸方向に回転させることが可能であってもよい。従ってMTSはBDP(又はTBDP)の先端がBPP(又はTBPP)の補足的な回転によって湾曲位置で軸方向に回転可能である。操縦可能器具はBDPの先端に端部作動体を備えてもよい。その場合、MTSは、端部作動体がBDPに対して回転可能に固定され、BDPが回転姿勢にあるとき、端部作動体がBPPの補足的回転によって回転可能であるように構成される。端部作動体は、回転調整が可能で、BDPに端部作動体を回転可能に固定するように構成されたロック可能要素によって、BDPに対して回転可能に固定されてもよい。 Further, even in a curved state, it may be possible to rotate the tip of the instrument around its own axis, i.e. axially. Therefore, the MTS can rotate the tip of the BDP (or TBDP) axially in the curved position by the complementary rotation of the BPP (or TBPP). The maneuverable device may include an end actuator at the tip of the BDP. In that case, the MTS is configured such that the end actuator is rotatably fixed relative to the BDP and the end actuator is rotatable by the complementary rotation of the BPP when the BDP is in a rotating position. The end actuator may be rotatably fixed to the BDP by a lockable element that is rotatable and rotatably secured to the BDP.

MTSは、ここに述べるように、基端と先端を有する。先端は、伝動可撓性先端部(TBDP)を備え、TBDPは基端におけるMTSの作動に応じて動き、操縦可能器具のBDPを動かす。TBDPはBDPに位置が対応する。基端は伝動可撓性基端部(TBPP)を備えてもよい。操縦可能器具のBPPの使用者による動きは、TBPPへ伝達される。TBDPはBPPに位置が対応する。TBPPは基端においてMTSを作動し、操縦可能器具のBDPへ伝達されるTBDPの動作の応答を誘発する。 The MTS has a proximal end and a distal end, as described herein. The tip is equipped with a transmission flexible tip (TBDP), which moves in response to the operation of the MTS at the base, moving the BDP of the maneuverable device. The position of TBDP corresponds to BDP. The base end may include a transmission flexible base end portion (TBPP). The movement of the BPP user of the maneuverable device is transmitted to the TBPP. The position of TBDP corresponds to BPP. The TBPP activates the MTS at the proximal end, eliciting a response to the TBDP movement transmitted to the maneuverable device BDP.

MTSはまた、操縦可能器具の対応するシャフト領域内に設けられる伝動シャフト領域(TSR)を備える。TSRは本質的に剛性又は半剛性であることが好ましいが、剛性又は半剛性の外側チューブ又は外部チューブと協同するときに剛性又は半剛性になってもよい。 The MTS also comprises a transmission shaft area (TSR) provided within the corresponding shaft area of the maneuverable device. The TSR is preferably rigid or semi-rigid in nature, but may be rigid or semi-rigid when cooperating with a rigid or semi-rigid outer tube or outer tube.

MTSは、MTSに、例えば2以上のLM又は各LMおよび全LMに、直接接続された電気機械装置を用いて基端において作動させてもよい。典型的には、LMシャフト領域におけるLMが作動される。その場合、器具は、TBPPを持っていなくてもよい。また、ロボット的な制御は、BPPを作動させる電気機械装置を用いて実現できる。電気機械装置は、例えばサーボモータであってもよい。これによって、外科手術ロボットへの直接的な一体化が助長される。 The MTS may be operated at the proximal end using an electromechanical device directly connected to the MTS, eg, two or more LMs or each LM and all LMs. Typically, the LM in the LM shaft area is activated. In that case, the device does not have to have TBPP. In addition, robotic control can be realized by using an electromechanical device that operates a BPP. The electromechanical device may be, for example, a servomotor. This facilitates direct integration into the surgical robot.

MTS は好ましくは、BDPを全方向に動かすように構成される。MTSは好ましくは、BDPをいずれの方向(TSRの中心縦軸(A’-A)に関して約360°)にも、動かすように構成される。MTSは好ましくは、少なくとも8つの異なる方向にBDPを動かすように構成される。MTSは、TSRに平行に設けられTSRの中心縦軸(A’-A)に接触する少なくとも2つ(例えば、3、4、5、6、7、8又はそれ以上)の異なる平面内にBDPを動かすように形成されてもよい。好ましくは、MTSは、伝動シャフト領域に平行に設けられ、伝動シャフト領域の中心縦軸に接触する無数の異なる平面内でBDPを動かすように構成される。 The MTS is preferably configured to move the BDP in all directions. The MTS is preferably configured to move the BDP in either direction (approximately 360 ° with respect to the central vertical axis of the TSR (A'-A)). The MTS is preferably configured to move the BDP in at least eight different directions. The MTS is located in parallel to the TSR and in at least two different planes (eg, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or more) in contact with the central vertical axis (A'-A) of the TSR. May be formed to move. Preferably, the MTS is provided parallel to the transmission shaft region and is configured to move the BDP in a myriad of different planes in contact with the central vertical axis of the transmission shaft region.

TBDPは全方向に、つまり、いずれの半径方向にも動くように構成されている。TBDPは、いずれの半径方向(シャフト領域の中心縦軸(A’-A)に対して約360°)にも動くように構成されることが好ましい。TBDPは、シャフト領域に平行に設けられ、シャフト領域の中心縦軸(A’-A)に接触する少なくとも2つ(例えば、3、4、5、6、7、8又はそれ以上)の異なる平面内を移動するように構成されることが好ましい。好ましくは、TBDPは、シャフト領域に平行に設けられ、シャフト領域の中心縦軸(A’-A)に接触する無数の異なる平面内を移動するように構成される。TBDPの湾曲は、典型的には、少なくとも部分的には、曲線である、つまり、TBDPは、曲がることができる。曲りによって、当該技術分野で通常的に理解されるように、角ばった湾曲よりむしろ円滑な湾曲になることを意味する。曲りは典型的には、長さの少なくとも一部について、例えばヒンジ継手における、一定の勾配又は勾配の不連続で単一の変化を示す角張った湾曲に比べて、連続的に変化する(例えば、増大又は減少する)勾配を備える。TBDPは直線の形態に偏ってもよいし、作動によって湾曲が引き起こされてもよいことが理解される。また、TBDPは曲線に偏ってもよいし、作動によって湾曲が追加又は削減されてもよい。 TBDP is configured to move in all directions, that is, in any radial direction. The TBDP is preferably configured to move in any radial direction (about 360 ° with respect to the central vertical axis (A'-A) of the shaft region). The TBDP is provided parallel to the shaft region and has at least two different planes (eg, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or more) in contact with the central vertical axis (A'-A) of the shaft region. It is preferably configured to move within. Preferably, the TBDP is provided parallel to the shaft region and is configured to travel within a myriad of different planes in contact with the central vertical axis (A'-A) of the shaft region. The curvature of TBDP is typically, at least in part, a curve, i.e., TBDP can be curved. Bending means a smooth curve rather than an angular curve, as is commonly understood in the art. The bend typically changes continuously (eg, for example, in a hinged joint, for at least a portion of the length, as compared to an angular curvature showing a single change with a constant slope or discontinuity of slope. It has a gradient (increasing or decreasing). It is understood that TBDP may be biased towards a linear form or actuation may cause curvature. Also, TBDP may be biased towards a curve, or the curvature may be added or reduced by actuation.

TBPPは全方向に、つまり、いずれの半径方向にも動くように構成されている。TBPPは、いずれの半径方向(シャフト領域の中心縦軸(A’-A)に対して約360°)にも動くように構成されることが好ましい。TBPPは、シャフト領域に平行に設けられ、シャフト領域の中心縦軸(A’-A)に接触する少なくとも2つ(例えば、3、4、5、6、7、8又はそれ以上)の異なる平面内を移動するように構成されることが好ましい。好ましくは、TBPPは、シャフト領域に平行に設けられ、シャフト領域の中心縦軸(A’-A)に接触する無数の異なる平面内を移動するように構成される。TBPPの湾曲は、典型的には、少なくとも部分的には、曲線である、つまり、TBPPは、曲がることができる。曲りによって、当該技術分野で通常的に理解されるように、角ばった湾曲よりむしろ円滑な湾曲になることを意味する。曲りは典型的には、長さの少なくとも一部について、例えばヒンジ継手における、一定の勾配又は勾配の不連続で単一の変化を示す角張った湾曲に比べて、連続的に変化する(例えば、増大又は減少する)勾配を備える。TBPPは直線の形態に偏ってもよいし、作動によって湾曲が引き起こされてもよいことが理解される。また、TBPPは曲線に偏ってもよいし、作動によって湾曲が追加又は削減されてもよい。 TBPP is configured to move in all directions, that is, in any radial direction. The TBPP is preferably configured to move in any radial direction (about 360 ° with respect to the central vertical axis (A'-A) of the shaft region). The TBPP is provided parallel to the shaft region and has at least two different planes (eg, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or more) in contact with the central vertical axis (A'-A) of the shaft region. It is preferably configured to move within. Preferably, the TBPP is provided parallel to the shaft region and is configured to travel within a myriad of different planes in contact with the central vertical axis (A'-A) of the shaft region. The curvature of the TBPP is typically, at least in part, a curve, i.e. the TBPP can bend. Bending means a smooth curve rather than an angular curve, as is commonly understood in the art. The bend typically changes continuously (eg, for example, in a hinged joint, for at least a portion of the length, as compared to an angular curvature showing a single change with a constant slope or discontinuity of slope. It has a gradient (increasing or decreasing). It is understood that TBPP may be biased towards a linear form or actuation may cause curvature. In addition, TBPP may be biased toward a curve, and the curve may be added or reduced by operation.

さらに、湾曲状態においてでさえ、それ自体の軸の周りに器具の先端を回転することが、可能であってもよい。MTSはTBDPの先端に端部作動体を備えてもよいが、その場合には、MTSは端部作動体がTBDPに対して回転可能に固定されるように構成され、端部作動体はTBDPが湾曲姿勢にあるときにTBPPの補足的な回転により回転可能である。端部作動体は、TBDPの回転調整ができてTBDPに対して端部作動体を回転可能に固定するように構成されたロック可能要素によってTBDPに対して回転可能に固定されてもよい。 Moreover, it may be possible to rotate the tip of the instrument around its own axis, even in a curved state. The MTS may have an end agonist at the tip of the TBDP, in which case the MTS is configured so that the end agonist is rotatably fixed relative to the TBDP and the end agonist is the TBDP. Can rotate by the complementary rotation of TBPP when is in a curved position. The end actuator may be rotatably secured to the TBDP by a lockable element configured to rotatably adjust the TBDP and rotatably secure the end agonist to the TBDP.

MTS は、各々が基端と先端とを有しかつ、架空チューブの周りに縦方向に配列された複数の縦部材(LM)を備える。架空チューブは、その周りにLMが位置決めされた幾何学的形状である。好ましくは、それは縦長である。それは、好ましくは、円形の横断面を有し、横断面は本質的に縦軸に直交している。架空チューブの中心軸(A’-A)は、好ましくは、操縦可能器具の中心軸と同軸である。架空チューブは好ましくは、円筒形である。架空チューブは、対応する姿勢において、操縦可能器具の直径より小さい直径を有する。 The MTS has a plurality of vertical members (LM), each having a proximal end and a distal end, and vertically arranged around an aerial tube. The fictitious tube is a geometric shape with the LM positioned around it. Preferably, it is vertically elongated. It preferably has a circular cross section, which is essentially orthogonal to the vertical axis. The central axis (A'-A) of the aerial tube is preferably coaxial with the central axis of the maneuverable device. The fictitious tube is preferably cylindrical. The fictitious tube has a diameter smaller than the diameter of the maneuverable device in the corresponding attitude.

ここに述べるLMは、基端と先端とを有する。先端はMTSのTBDPに設けられるLM可撓性先端部(LMBDP)を備える。LMは、MTSの対応するTSRに設けられるLMシャフト領域(LMSR)を備える。LMSRはLMBDPの近くに隣接する。基端はMTSのTBPPに設けられるLM可撓性基端部を備えてもよい。 The LM described here has a proximal end and a distal end. The tip is equipped with an LM flexible tip (LMBDP) provided in the TBDP of the MTS. The LM comprises an LM shaft region (LMSR) provided in the corresponding TSR of the MTS. The LMSR is adjacent to the LMBDP. The base end may be provided with an LM flexible base end provided on the TBPP of the MTS.

LMの先端は、MTSにおいて、お互いに固定された関係に維持される。LMの先端が、さらに好ましくは、LMの先端の終端が、先端LM固定要素に接続されてもよい。好ましくは、先端LM固定要素がそれらの各演習位置でLMを維持する、例えば、それはLMの先端の終端を環状の輪の中に維持してもよい。先端LM固定要素は、例えば、MTSの先端に設けられたディスク又は環状体であってもよい。 The tips of the LM are maintained in a fixed relationship with each other in the MTS. The tip of the LM, more preferably the end of the tip of the LM, may be connected to the tip LM fixing element. Preferably, the tip LM fixing element maintains the LM at each of those exercise positions, eg, it may maintain the end of the tip of the LM in an annular ring. The tip LM fixing element may be, for example, a disc or an annulus provided at the tip of the MTS.

同様に、LMの基端、さらに好ましくはLMの基端の終端は、MTSにおいて互いに固定された関係で維持されてもよい。LMの基端は基端LM固定要素に接続されてもよい。好ましくは、基端LM固定要素が、LMをそれらの各円周位置で維持する、例えば、それはLMの基端の終端を環状の輪の中に維持してもよい。基端LM固定要素はMTSの基端に設けられたディスク又は環状体であってもよい。 Similarly, the ends of the LM, and more preferably the ends of the LM, may be maintained in a fixed relationship with each other in the MTS. The proximal end of the LM may be connected to the proximal LM fixing element. Preferably, the proximal LM fixing element maintains the LM at their respective circumferential positions, for example, it may maintain the distal termination of the LM in an annular ring. The proximal LM fixing element may be a disc or annulus provided at the proximal end of the MTS.

LMは、LM固定要素によって動きが制限される範囲まで、互いに摺動可能である。MTSの基端において押すおよび引くという力の印加は、LMSRに沿ってLMBDPまでLMを介して伝達され、例えば、前術の固定要素を引く又は押すことによるTBPPの動きを引き起こす。MTSにおけるLMの数は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20又はそれ以上であってもよい。全方向操縦のためには、少なくとも4さらに好ましくは少なくとも6又は8のLMが存在することが好ましい。 The LMs are slidable with each other to the extent that movement is restricted by the LM fixing element. The application of pushing and pulling forces at the proximal end of the MTS is transmitted via the LM to the LMBDP along the LMSR, causing, for example, the movement of the TBPP by pulling or pushing the fixation element of the anterior procedure. The number of LMs in MTS is at least 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20 or more. You may. For omnidirectional maneuvering, it is preferred that there are at least 4 and more preferably at least 6 or 8 LMs.

LMの寸法は、操縦可能器具の直径と長さおよび利用されるLMの数に依存する。一般的には、LMは、一方向の厚みが40μm、50μm、60μm、80μm、100μm、200μm、400μm、又は500μm、あるいは前述の値のいずれか2つの間の範囲にある値を有してもよい。LMは幅が80μm、100μm、120μm、140μm、160μm、180μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、1100μm、1200μm、1300μm、1400μm、又は1500μm、あるいは前述の値のいずれか2つの間の範囲にある値を有してもよい。当業者であれば、MTSの直径によって適当な厚さと幅を選ぶ方法を理解するであろう。10mmの直径のMTSに対しては、LMBDP、LMSR、場合によってはLMBPPにおいて、好ましい厚さは、280μm〜320μm、好ましくは約300μm、そして好ましい幅は480μm〜520μm、好ましくは約500μmである。MTSの長さは、操縦可能器具の長さとその用途に依存する。上記の好ましい寸法は、長さが37〜40cmのMTSに適用する。 The dimensions of the LM depend on the diameter and length of the maneuverable equipment and the number of LMs used. In general, the LM may have a thickness in one direction of 40 μm, 50 μm, 60 μm, 80 μm, 100 μm, 200 μm, 400 μm, or 500 μm, or a value in the range between any two of the above values. Good. LM has widths of 80 μm, 100 μm, 120 μm, 140 μm, 160 μm, 180 μm, 200 μm, 300 μm, 400 μm, 500 μm, 600 μm, 700 μm, 800 μm, 900 μm, 1000 μm, 1100 μm, 1200 μm, 1300 μm, 1400 μm, or 1500 μm, or the values described above. It may have a value in the range between any two. Those skilled in the art will understand how to choose the appropriate thickness and width depending on the diameter of the MTS. For an MTS with a diameter of 10 mm, in LMBDP, LMSR, and in some cases LMBPP, the preferred thickness is 280 μm to 320 μm, preferably about 300 μm, and the preferred width is 480 μm to 520 μm, preferably about 500 μm. The length of the MTS depends on the length of the maneuverable device and its use. The above preferred dimensions apply to MTSs with a length of 37-40 cm.

LMは適当な伸張性を有し、当業者によって推定可能な適当な材料から作られる。その例は、ステンレス鋼、ニチノール、ベータチタニウム、バネ鋼又はポリマーを含む。 LM has suitable extensibility and is made from suitable materials that can be estimated by those skilled in the art. Examples include stainless steel, nitinol, beta titanium, spring steel or polymers.

LMは材料の単一のストランド、例えば、ステンレス鋼の単一ストリップから作られてもよい。また、それは縦並びに接続された材料の複数のストランドから作られてもよい。 The LM may be made from a single strand of material, for example a single strip of stainless steel. It may also be made from multiple strands of vertically connected material.

LMは架空チューブの周りに縦に配置される。LMは架空チューブの周りに等しく配分されてもよく、例えば、隣接するLM間の距離は本質的に同じであってもよい。LMは架空チューブの周りに対称的に配分されてもよく、例えば架空チューブの縦断面について対称の平面が存在してもよい。LMは架空チューブの周りに不均等に配分されてもよく、例えば、隣接するLMの少なくとも2対面の距離が異なってもよい。 The LM is placed vertically around the fictitious tube. The LMs may be evenly distributed around the fictitious tube, for example, the distances between adjacent LMs may be essentially the same. The LMs may be symmetrically distributed around the fictitious tube, for example, there may be a plane symmetrical about the longitudinal section of the fictitious tube. The LMs may be unevenly distributed around the fictitious tube, for example, the distance between two adjacent LMs may differ.

LMは好ましくは、本質的にMTSおよび操縦可能器具の長さに沿って設けられる。それは、TBDPをわたり、TSRと、存在する場合のTBPPとの中に延びる。 The LM is preferably provided essentially along the length of the MTS and maneuverable equipment. It extends across TBDP and into TSR and TBPP if present.

LMは、それらの縦軸が互いに平行になるように配置されることが好ましい。LMは好ましくは、それらの縦軸が架空チューブの縦軸(A-A’)に平行になるように配置される。LMは好ましくは、それらの縦軸が縦方向の操縦可能器具の縦軸に平行になるように配置される。 The LMs are preferably arranged so that their vertical axes are parallel to each other. The LMs are preferably arranged so that their vertical axis is parallel to the vertical axis (A-A') of the fictitious tube. The LMs are preferably arranged so that their vertical axis is parallel to the vertical axis of the longitudinal maneuverable device.

LMの少なくとも1つの平面断面は、異方性断面二次モーメントを示す。平面断面は、典型的には、LMの縦中心軸(z)に直交する横断面である(図3参照)。
異方性は、平面断面の重心で交差する互いに直交する軸(x、y)に関する。重心は、平面断面特に平面断面の外輪郭の幾何学的中心であると理解される。平面断面が本質的に長方形の輪郭を有するとき、x、y軸は長方形の直線の辺に平行に配列され、x軸に関する断面二次モーメントが最大になるようにx軸が位置決めされる。平面断面が不規則な輪郭を有するとき、断面二次モーメントがx軸に関して最大になるように、x軸が位置決めされる。LMの平面断面の重心を横切るx軸(Ix)とy軸(Iy)に関する断面二次モーメントの比(Ir)が、1より大きいか、約1.1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20又はそれ以上、あるいは前述の値のいずれか2つの間の範囲の値であることが好ましい。一般的なガイダンスとしては、発明者らが見出した侵襲の外科手術器具のためには、Irは1.1と4との間、好ましくは2と3との間であり、それによって、回転力に抵抗するが容易に湾曲に従順で、なおかつ、望ましくないらせんの運動学上チェーン状態を避ける安定したTBDPが提供される。
At least one planar cross section of the LM exhibits the anisotropic moment of inertia of area. The plane cross section is typically a cross section orthogonal to the vertical central axis (z) of the LM (see Figure 3).
Anisotropy relates to axes (x, y) that intersect at the center of gravity of the plane cross section and are orthogonal to each other. The center of gravity is understood to be the geometric center of the outer contour of the plane cross section, especially the plane cross section. When the plane cross section has an essentially rectangular contour, the x and y axes are aligned parallel to the sides of the rectangular straight line, and the x-axis is positioned so that the moment of inertia of area with respect to the x-axis is maximized. When the plane cross section has an irregular contour, the x-axis is positioned so that the moment of inertia of area is maximized with respect to the x-axis. The ratio (Ir) of the moment of inertia of area (Ir) with respect to the x-axis (I x ) and y-axis (I y ) across the center of gravity of the plane cross section of the LM is greater than or equal to about 1.1, 1.5, 2, 2.5, 3 , 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 or more, or the values mentioned above. It is preferable that the value is in the range between any two of. As a general guidance, for invasive surgical instruments found by the inventors, the Ir is between 1.1 and 4, preferably between 2 and 3, thereby resisting rotational forces. It provides a stable TBDP that is easily curved and obedient, yet avoids kinematically chained states of unwanted helices.

少なくとも1つの平面断面はLMBDPの中にあってもよい。LMBDPは、多数の平面断面において、好ましくは、LMBDPの長さに沿った大多数の、又はほぼすべての位置において、異方性の特性を示すことが好ましい。LMBPPは、多数の平面断面において、好ましくは、LMBPPの長さに沿った大多数の、又はほぼすべての位置において、異方性の特性を示すことが好ましい。LMSRは、多数の平面断面において、好ましくは、LMSRの長さに沿った大多数の、又はほぼすべての位置において、異方性の特性を示すことが好ましい。1つの観点によれば、LMBDPとTSRの先端からの長さの1〜10%とが、大多数の、又はほぼ全ての平面断面において、異方性の特性を示す。LMBDPとTRSの先端からの長さの1〜10%、LMBPPと、TSRの先端からの1〜10%は、大多数の、又はほぼ全ての平面断面において、異方性の特性を示す。 At least one planar section may be in the LMBDP. The LMBDP preferably exhibits anisotropic properties in a large number of planar cross sections, preferably in the majority or almost every position along the length of the LMBDP. The LMBPP preferably exhibits anisotropic properties in a large number of planar cross sections, preferably in the majority or almost every position along the length of the LMBPP. The LMSR preferably exhibits anisotropic properties in a large number of planar cross sections, preferably in the majority or almost every position along the length of the LMSR. According to one aspect, 1-10% of the length from the tip of the LMBDP and TSR exhibits anisotropic properties in the majority or almost all plane cross sections. 1-10% of the length from the tip of LMBDP and TRS, 1-10% of LMBPP and 1-10% from the tip of TSR exhibit anisotropic properties in the majority or almost all plane cross sections.

好ましくは、LMは、MTS又は操縦可能器具において、より高い断面二次モーメントを有する軸(典型的にはx軸)がMTSの、又は操縦可能器具の架空チューブの中心軸(A-A')の方へ延びるように、方向付けられる。
そのような軸が中央軸(A-A')の方へ延びる一方、それは中心軸A-A'と交差してもよいし、しなくてもよい。それは中心軸から逸れて、例えば、X軸は、MTSの架空チューブの中心軸(A-A')と平面断面の重心(図22参照)との間に引かれた仮想線に対して10度、20度、30度、60度までの角度(アルファ)を取ってもよい。換言すれば、LMは、より低い断面二次モーメントを有する軸(典型的にはy軸)が、MTSの、又は操縦可能器具の架空チューブの中心軸(A-A')に本質的に向き合うように方向付けられることが好ましい。
Preferably, the LM is the central axis (A-A') of the MTS or maneuverable device's fictitious tube whose axis (typically the x-axis) has the higher moment of inertia of area. It is oriented so that it extends toward.
While such an axis extends towards the central axis (A-A'), it may or may not intersect the central axis A-A'. It deviates from the central axis, for example, the X axis is 10 degrees with respect to the virtual line drawn between the central axis (A-A') of the MTS fictitious tube and the center of gravity of the plane cross section (see Figure 22). , 20 degrees, 30 degrees, 60 degrees may be taken (alpha). In other words, in the LM, the axis with the lower moment of inertia of area (typically the y-axis) essentially faces the central axis (A-A') of the MTS or maneuverable instrument fictitious tube. It is preferable that the orientation is such that.

前述の異方性断面二次モーメントを示す平面横断面の代表的な輪郭(外形)は、長方形、文字「I」、扇形(例えば、半円形、四分の一の円形)を含む。その輪郭の角の1つ以上、好ましくは全ては、とがっている(例えば、四角)か、丸味を有することが好ましい。長方形のLMの場合には、かどの半径は、長方形の短辺の長さの10%、20%、30%、40%、50%までであってもよい。典型的には、それは10μm、20μm、30μm又はそれ以上、例えば10μmと200μmとの間である。 Typical contours (outer dimensions) of the plane cross-section showing the aforementioned anisotropic moment of inertia include a rectangle, the letter "I", and a sector (eg, a semicircle, a quarter circle). One or more, preferably all of the corners of the contour, are preferably pointed (eg, square) or rounded. In the case of a rectangular LM, the radius of the corner may be up to 10%, 20%, 30%, 40%, 50% of the length of the short side of the rectangle. Typically, it is between 10 μm, 20 μm, 30 μm or more, such as between 10 μm and 200 μm.

断面二次モーメントは、第2慣性モーメト、平面領域慣性モーメント、領域極モーメント又は第2領域モーメントとしても知られている。均一材料のLMに対しては、異方性の特性は、必然的に、平面断面の外形によって決定される。それは、当該技術分野でよく知られた技術を用いて、平面断面の形状から算出される。例えば、IxとIyは、式1と式2を用いて算出できるが、ここでは、xとyはdAの異なる要素の座標であり、Aは平面断面の面積、xとy軸は平面断面の重心で交差する。 The moment of inertia of area is also known as the second moment of inertia, the plane region moment of inertia, the region pole moment or the second region moment. For LM of uniform material, the property of anisotropy is necessarily determined by the outer shape of the plane cross section. It is calculated from the shape of the plane cross section using techniques well known in the art. For example, I x and I y can be calculated using Equations 1 and 2, where x and y are the coordinates of different elements of dA, A is the area of the plane cross section, and x and y axes are planes. Cross at the center of gravity of the cross section.

Ix =∫y2dA [式1]
Iy =∫x2dA [式2]
I x = ∫ y 2 dA [Equation 1]
I y = ∫ x 2 dA [Equation 2]

等方性断面二次モーメントを有するLMは、TBDPとTBPPにおける全方向の動きを助長するが、それは、LMがTBDPにおいて湾曲する引く力や押す力を加えるために円周方向に向い合って作動するLM(腹側と背側のLM)のみならず、作動するLMの間に配置されたLM、つまり横のLMに関しても、すべての方向に湾曲し得ることを必要とするからである。等方性断面二次モーメントを有するLMはこれらの横のLMの湾曲抵抗を低減するので、当該技術分野では好まれる。これとは逆に、発明者らは、異方性断面二次モーメントを有し、TBDPとTBPPにおいて横のLMを湾曲させるために大きい力を必要とするLMを、横のLMは湾曲の内側に位置するLMに比べて大きい半径で湾曲するので、MTSが許容することを見出した。 The LM, which has an isotropic moment of inertia of area, facilitates omnidirectional movement in TBDP and TBPP, which works in the circumferential direction to apply the bending pulling and pushing forces of the LM in TBDP. This is because it is necessary that not only the LM (ventral and dorsal LM) but also the LM placed between the operating LMs, that is, the lateral LMs, can be curved in all directions. LMs with isotropic moment of inertia of area are preferred in the art because they reduce the bending resistance of these lateral LMs. On the contrary, the inventors have an anisotropic cross-sectional moment of inertia and require a large force to bend the lateral LM in TBDP and TBPP, and the lateral LM is inside the curvature. We have found that the MTS allows it because it curves with a larger radius than the LM located in.

さらに、発明者らは、異方性断面二次モーメントを有するLMを用いた場合、TSRの軸回転がTBDPへ同時に伝達されることを見出した。これは、等方性断面二次モーメントを有するLMが使用されると、動作がTBDPの先端に伝達される前に、バックラッシュや遊びとしても知られる回転遅れを生じるということがなくなるということである。例えば、機械的伝動手段が円形の横断面輪郭を有する縦部材を備える場合、端部作動体のシャフトに対する軸回転は、個々の縦部材の捩れになり、それは操縦可能器具の一端に加えられたトルクが、円形輪郭縦部材によって吸収されるので、他端まで伝達されないことを意味する(図13参照)。捩れの長さに反比例する反対の回転力が誘発される。20mmの可撓性先端部と400mmのシャフト領域を有する操縦可能器具の場合、円形輪郭縦部材の45°の捩れは、420mmの距離にわたって広がり、著しいバックラッシュ又は遊びを与える。外科医はその緩みが生じる前に追加のトルクを与えなければならない。 Furthermore, the inventors have found that when an LM having an anisotropic moment of inertia of area is used, the axial rotation of the TSR is simultaneously transmitted to the TBDP. This means that when an LM with an isotropic moment of inertia of area is used, there is no rotation delay, also known as backlash or play, before the motion is transmitted to the tip of the TBDP. is there. For example, if the mechanical transmission means comprises a vertical member with a circular cross-sectional contour, the axial rotation of the end actuator with respect to the shaft results in a twist of the individual vertical members, which is applied to one end of the maneuverable device. This means that the torque is absorbed by the circular contour vertical member and is not transmitted to the other end (see FIG. 13). The opposite rotational force, which is inversely proportional to the length of the twist, is induced. For maneuverable instruments with a flexible tip of 20 mm and a shaft area of 400 mm, a 45 ° twist of the circular contour longitudinal member spreads over a distance of 420 mm, giving significant backlash or play. The surgeon must apply additional torque before the slack occurs.

同じ機械的伝動システムに対して、異方性LMが使用されている場合には、異方性が捩じれに対する高抵抗を各LMに与えるので、個々のLMにおいて捩じれが減少する。この効果は、各LMを拘束して軸回転を防止又は抑制する、以下に述べるLMガイドと組合わる時に、高められる。従って、バックラッシュの量が減少する。 When anisotropic LMs are used for the same mechanical transmission system, the anisotropy provides each LM with high resistance to twisting, thus reducing twisting in each LM. This effect is enhanced when combined with the LM Guides described below, which constrain each LM to prevent or suppress shaft rotation. Therefore, the amount of backlash is reduced.

好ましい観点において、複数のLMにおいて全てのLMが、MTSの架空チューブの縦軸に沿って1つ以上の拘束点(又は領域)において、それぞれ軸方向に回転するように拘束されることが好ましい。 From a preferred point of view, it is preferred that in a plurality of LMs all LMs are constrained to rotate axially at one or more constraint points (or regions) along the vertical axis of the MTS fictitious tube.

好ましくは、少なくとも1つの拘束点がTBDP又はTSRに沿って存在することである。TSRに沿って設けられた少なくとも1つの拘束点は、TSRの先端半分に、好ましくは、TSRの先端に設けられるTSRの全長の25%又は10%に、場合によってはTSRの先端の終端に設けられてもよい。TSRに沿って備えられる拘束点は、TSRの先端半分に、好ましくは、TSRの先端に設けられるTSRの全長の25%又は10%に、場合によってはTSRの先端の終端に限定されてもよい。好ましくは、少なくとも2つの拘束点が存在し、少なくとも1つがTSRに設けられ、少なくとも1、2、3又は4つがTBDPに沿って設けられる。 Preferably, there is at least one constraint point along the TBDP or TSR. At least one constraint point along the TSR is provided at the tip half of the TSR, preferably at 25% or 10% of the total length of the TSR at the tip of the TSR, and in some cases at the end of the tip of the TSR. May be done. The restraint points provided along the TSR may be limited to the tip half of the TSR, preferably 25% or 10% of the total length of the TSR provided at the tip of the TSR, and in some cases to the end of the tip of the TSR. .. Preferably, there are at least two constraint points, at least one on the TSR and at least one, two, three or four along the TBDP.

好ましくは、少なくとも1つの拘束点がTBPP又はTSRに沿って存在することである。
TSRに沿って設けられた少なくとも1つの拘束点は、TSRの基端半分に、好ましくは、TSRの基端に設けられるTSRの全長の25%又は10%に、場合によってはTSRの基端の終端に設けられてもよい。TSRに沿って備えられる拘束点は、TSRの基端半分に、好ましくは、TSRの基端に設けられるTSRの全長の25%又は10%に、場合によってはTSRの基端の終端に限定されてもよい。好ましくは、少なくとも2つの拘束点が存在し、少なくとも1つがTSRに設けられ、少なくとも1,2,3又は4つがTBPPに沿って設けられる。
Preferably, there is at least one constraint point along the TBPP or TSR.
At least one constraint point along the TSR is at the proximal half of the TSR, preferably at 25% or 10% of the overall length of the TSR provided at the proximal end of the TSR, and in some cases at the proximal end of the TSR. It may be provided at the end. Constrain points provided along the TSR are limited to the base half of the TSR, preferably 25% or 10% of the total length of the TSR provided at the base of the TSR, and in some cases to the end of the base of the TSR. You may. Preferably, there are at least two constraint points, at least one on the TSR and at least 1, 2, 3 or 4 along the TBPP.

少なくとも4つの拘束点が存在し、少なくとも1つがTBDPに沿って設けられ、少なくとも1つがTSRの先端半分に、好ましくはTSRの先端に設けられるTSRの全長の25%又は10%に、場合によってはTSRの先端の終端に、TSRに沿って設けられ、少なくとも1つがTBPPに沿って設けられ、少なくとも1つがTSRの基端半分に、好ましくはTSRの基端に設けられるTSRの全長の25%又は10%に、場合によってはTSRの基端の終端に、TSRに沿って設けられる。 There are at least four constraint points, at least one along the TBDP and at least one on the tip half of the TSR, preferably 25% or 10% of the total length of the TSR on the tip of the TSR, and in some cases At the end of the tip of the TSR, along the TSR, at least one along the TBPP, at least one at the base half of the TSR, preferably 25% of the total length of the TSR at the base of the TSR or 10%, and in some cases, at the end of the base of the TSR, along the TSR.

TBDP又はBDP(又はTBPP又はBPP)において、拘束点は分離している。分離ということは、それが架空チューブの中心縦軸(A-A')の方向に間隔を有して分離されていることを意味する。分離した拘束点は、TBDP、BDP、TBPP(又は存在するBPP)における架空チューブの中心縦軸(A-A')の方向に間隔を有して分離されている。 In TBDP or BDP (or TBPP or BPP), the constraint points are separated. Separation means that it is separated at intervals in the direction of the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube. The separated restraint points are separated at intervals in the direction of the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube in TBDP, BDP, TBPP (or existing BPP).

TSR又はSRにおいて、拘束点は分離していてもよいし、していなくてもよい。分離していないとき、それらは、例えば、TSR又はSRの架空チューブの中心縦軸(A-A‘)の方向に連続した縦の通路として設けられてもよい。 In TSR or SR, the restraint points may or may not be separated. When not separated, they may be provided, for example, as continuous vertical passages in the direction of the central vertical axis (A-A') of the TSR or SR fictitious tube.

前述の拘束は、LM固定要素によって与えられるどのような拘束効果とも異なっていることが認識される。LM固定要素はLMの位置を固定し、LMを互いに摺動させない(例えば図12の先端LM固定要素113)。 It is recognized that the aforementioned constraints differ from any constraint effect given by the LM fixed element. The LM fixing element fixes the position of the LM and does not allow the LM to slide with each other (eg, the tip LM fixing element 113 in FIG. 12).

複数のLMのために、それはLMを各拘束点において互いに摺動可能にさせる。後述するように、拘束点はLMガイド特に、TBDP又はBDP(および存在するTBDP又はBDP)又はSR又はTSRにおける固定されたLMガイドによって与えられてもよい。 For multiple LMs, it makes the LMs slidable with each other at each constraint point. As described below, constraints may be provided by LM guides, especially TBDP or BDP (and existing TBDP or BDP) or fixed LM guides in SR or TSR.

他の観点であるが、拘束点は本質的に固定された相互回転配列にあってもよい。それらは架空チューブに沿った、本質的に相互固定された軸回転配列にある。本質的に相互固定せれた回転配列又は本質的に固定された相互軸回転配列によって、架空チューブに沿った隣接する(近隣の)拘束点間の軸(A-A')回転角が本質的に固定又は制限されることを意味する。架空チューブに沿って縦に配置される複数の拘束点に対して、架空チューブの中心縦軸(A-A')に対するLMの半径角度は、作動又は非作動状態にある各拘束点において同じ状態のままである。拘束点は、MTS又は操縦可能器具に作業負荷がかけられない時には、本質的に固定された配列にあってもよい。 From another point of view, the constraining points may be in an essentially fixed reciprocal rotation array. They are in an essentially interconnected axial rotation array along the fictitious tube. The axis (A-A') angle of rotation between adjacent (neighboring) constraint points along the fictitious tube is essentially due to an essentially interconnected or essentially fixed mutual axis rotation array. Means fixed or restricted. For multiple restraint points arranged vertically along the fictitious tube, the radial angle of the LM with respect to the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube is the same at each restraint point in the active or inactive state. Remains. The restraint points may be in an essentially fixed arrangement when no workload is applied to the MTS or maneuverable equipment.

この発明の1つの観点によれば、TBDPの先端の終端における分離した拘束点を横切る半径方向の線が、TBDPの基端の終端又はTSRの先端における拘束点を横切る半径方向の線と比較して、架空チューブの縦軸に沿って30度以下、好ましくは25度の偏向角、イプシロンを示すように、拘束点は本質的に固定された相互回転配列にある(図23の1-A、1-E参照)。半径方向の線は、架空チューブの中心縦軸(A-A')から放射状に広がると共に、それの中心縦軸と直交する。問題の拘束点(例えば、通路)に対して、交差点は、比較を容易にするために同じになっている。 According to one aspect of the invention, a radial line across a separate constraint point at the end of the TBDP tip is compared to a radial line across the constraint point at the end of the TBDP base or at the tip of the TSR. The restraint points are in an essentially fixed reciprocal rotation arrangement, indicating a deflection angle of 30 degrees or less, preferably 25 degrees, epsilon along the vertical axis of the fictitious tube (1-A, FIG. 23). See 1-E). The radial line extends radially from the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube and is orthogonal to the central vertical axis thereof. For the constraint points in question (eg passages), the intersections are the same for ease of comparison.

この発明の1つの観点によれば、TBPPの先端の終端における分離した拘束点を横切る半径方向の線が、TBPPの基端の終端又はTSRの基端における拘束点を横切る半径方向の線と比較して、架空チューブの縦軸に沿って30度以下、好ましくは25度の偏向角、イプシロンを示すように、拘束点は本質的に固定された相互回転配列にある。半径方向の線は、架空チューブの中心縦軸(A-A')から放射状に広がると共に、その中心縦軸と直交する。問題の拘束点(例えば、通路)に対して、交差点は、比較を容易にするために同じになっている。 According to one aspect of the invention, a radial line across a separate constraint point at the end of the TBPP tip is compared to a radial line across the constraint point at the end of the TBPP base or at the base of the TSR. The constraint points are in an essentially fixed reciprocal rotation arrangement, indicating a deflection angle of 30 degrees or less, preferably 25 degrees, epsilon along the vertical axis of the fictitious tube. The radial line extends radially from the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube and is orthogonal to the central vertical axis. For the constraint points in question (eg passages), the intersections are the same for ease of comparison.

他の観点によれば、分離した拘束点に交差する半径方向の線は、架空チューブの縦軸に沿った隣接する(最も近隣の)分離した拘束点と比較して10度以下、好ましくは5度の偏向角、イプシロンを示す。(図23のI-CとI-D参照)。半径方向の線は架空チューブの中心縦軸(A-A’)から放射状に広がると共に、其の中心縦軸と直交する。隣接する拘束点(例えば、通路)の間では、交差点は、比較を容易にするために同じになっている。その上、TBDP又はBDP(およびTBPP又はBPP)における分離した拘束点は、架空チューブに沿って相互に本質的に軸方向に回転するように固定されているので、それらはSR又はTSRにおける拘束点に関しても、本質的に軸方向に回転するように固定されてもよい。 From another point of view, the radial line intersecting the separated constraint points is less than 10 degrees, preferably 5 degrees, compared to the adjacent (closest) isolated constraint points along the vertical axis of the fictitious tube. Degree deflection angle, showing epsilon. (See I-C and I-D in Figure 23). The radial line extends radially from the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube and is orthogonal to the central vertical axis thereof. Between adjacent constraint points (eg, passageways), the intersections are the same for ease of comparison. Moreover, the separate constraint points in TBDP or BDP (and TBPP or BPP) are fixed so that they rotate essentially axially with each other along the fictitious tube, so they are constraint points in SR or TSR. Also, it may be fixed so as to rotate essentially in the axial direction.

TBDP又はBDP(およびTBPP又はBPP)における本質的に固定された相互回転配列は、例えば、隣接するLMガイド間の回転量を制限するLMの存在によって与えられてもよい。 An essentially fixed reciprocal rotation sequence in TBDP or BDP (and TBPP or BPP) may be given, for example, by the presence of an LM that limits the amount of rotation between adjacent LM guides.

TBDP又はBDP(およびTBPP又はBPP)における本質的に固定された相互か移転配列は、例えば、隣接する関節式につながられたLMガイド間の偏揺が後述するように制限又は阻止される場合に、関節式につながれたLMガイドによってあたえられてもよい。 Essentially fixed reciprocal or translocated sequences in TBDP or BDP (and TBPP or BPP) are, for example, when swings between LM guides linked to adjacent articulations are restricted or blocked, as described below. , May be provided by an articulated LM Guide.

SR又はTSRにおける本質的に固定された相互回転配列は、例えば、隣接して固定されるLMガイドの偏揺が後述するように制限又は阻止される場合に、固定されたLMガイドによって与えられてもよい。 An essentially fixed reciprocal rotation array in SR or TSR is given by a fixed LM guide, for example, when the deflection of the adjacently fixed LM guide is restricted or blocked as described below. May be good.

TBDP又はBDP(およびTBPP又はBPP)における分離した拘束点は、本質的に固定された相互回転配列されるので、バックラッシュの減少にさらに寄与することができる。 The separate constraint points in TBDP or BDP (and TBPP or BPP) are essentially fixed reciprocal rotation arrangements, which can further contribute to the reduction of backlash.

DBPにおいて得られる継手の剛性は、LMの異方性断面二次モーメント(Iy)に大きく依存する。弾性率、剪断弾性率、LMの数、LMのMTSの中心軸までの距離、LMの長さ、断面二次極モーメントを含む他の要素が、その剛性に影響することが可能である。 The stiffness of the joint obtained in DBP largely depends on the anisotropic moment of inertia of area (I y ) of LM. Other factors, including modulus of elasticity, shear modulus, number of LMs, distance of LM to the central axis of MTS, length of LM, moment of inertia of area, can affect its stiffness.

逆方向に働く力は、断面二次モーメント(I)に比例する。断面二次モーメントは、第3の力に対するLMの平面断面の長辺の長さに関連する。これは、例えば長短辺を有する「I」形の輪郭のLMを使用することがなぜ有利かという理由を説明している。平面断面の長辺は、同じ断面積に対して、標準の丸い操縦ワイヤに比べて高い断面二次モーメントを生み出す。我々はこれを「平定規」効果と呼ぶ。そのような平定規は、一方向には容易に曲げることができる。しかし、他の方向には、それは非常に剛い。それが、このシステムにおいて、軸回転変形を阻止し、バックラッシュを滅じる、後者の剛性である。 The force acting in the opposite direction is proportional to the moment of inertia of area (I). The moment of inertia of area is related to the length of the long side of the plane cross section of the LM with respect to the third force. This explains why it is advantageous to use, for example, an "I" -shaped contoured LM with long and short sides. The long sides of the plane section produce a higher moment of inertia of area for the same cross-sectional area compared to standard round control wires. We call this the "flat ruler" effect. Such a flat ruler can be easily bent in one direction. But in the other direction, it's very rigid. That is the rigidity of the latter, which prevents axial deformation and eliminates backlash in this system.

LMの輪郭によれば、LMは拘束点において自由に回転できない。LMが通路の壁に接触すると(例えば、図22B)、回転は阻止され、第2の効果によってZ-軸の回りにその帯材を捩るという作用が生じる(図3参照)。その捩り定数(捩りに対する抵抗の基準)は、断面二次極モーメントと呼ばれ、IxとIy(断面二次モーメント、湾曲に対する抵抗の基準)の合計に等しい。X-方向のみにおいてLMがLMガイドの壁を打つときに生じる第3の効果がある(図22A、例えば、LMが左へ動くと、LMはLMガイドの壁に接触する)。この状態は、LMの厚さよりも十分に大きい半径方向の距離において、LMガイドは器具の外面の近くに配置されるので、非常に早く遭遇される。LMガイドは最も湾曲抵抗(異方性断面二次モーメント)が大きい側を超えて湾曲する(図14の110参照)。この効果に対する捩り定数は、器具の半径(LMの中心の器具の中心軸までの距離)の2乗、Iyに依存し、LMの長さ(2つの拘束点間の距離)の2乗に反比例する。拘束点間の距離は器具の半径に比べて同じオーダーであり、Iyが異方性により高く、半径が断面の寸法に比べて大きいので、この第3の効果は非常に重要である。第3の効果は、第2の効果よりもはるかに大きいが、それはLMの異方性の特徴の利点を説明する。 According to the contour of the LM, the LM cannot rotate freely at the constraint point. When the LM touches the wall of the aisle (eg, Figure 22B), rotation is blocked and a second effect causes the strip to twist around the Z-axis (see Figure 3). Its torsional constant (the measure of resistance to torsion) is called the moment of inertia of area and is equal to the sum of I x and I y (the moment of inertia of area, the measure of resistance to curvature). There is a third effect that occurs when the LM hits the wall of the LM Guide in the X-direction only (Figure 22A, eg, when the LM moves to the left, the LM touches the wall of the LM Guide). This condition is encountered very quickly because the LM Guide is placed near the outer surface of the instrument at a radial distance well above the thickness of the LM. The LM Guide bends beyond the side with the largest bending resistance (second moment of anisotropic cross section) (see 110 in FIG. 14). The torsional constant for this effect depends on the square of the instrument radius (distance from the center of the LM to the instrument center axis), I y, and the square of the LM length (distance between the two constraint points). Inversely proportional. This third effect is very important because the distances between the restraints are on the same order as the radius of the instrument, I y is higher due to anisotropy, and the radius is larger than the dimensions of the cross section. The third effect is much greater than the second effect, which explains the advantages of the anisotropy feature of LM.

300μmの厚さと530μmの幅を有する長方形の輪郭のLMは、例えば、直径437μmの丸ワイヤの同じ断面積を有する。しかしながら、長方形の帯材の(器具の外周の平行な方向の)長辺の断面二次モーメントは、丸ワイヤの断面二次モーメントの2倍であり、TBPPやBPPの回転剛性が2倍に増大する。 A rectangular contoured LM with a thickness of 300 μm and a width of 530 μm has, for example, the same cross-sectional area of a round wire with a diameter of 437 μm. However, the moment of inertia of area on the long side of the rectangular strip (in the direction parallel to the outer circumference of the instrument) is twice the moment of inertia of area of the round wire, and the rotational rigidity of TBPP and BPP is doubled. To do.

異方性断面二次モーメントが軸回転、従ってバックラッシュを減らすのみならず、LMBDP(TBDPとBDP)内、又はLMBPP(TBPPとBPP)内のらせん運動学上チェーンの形成も減少させる。らせん運動学上チェーンはLMBDP又はLMBPPにおいて望ましくない形態であるが、そこでは、関節式につながれたLMガイドは、相互に回転するように拘束されているにもかかわらず、最も来たんのLMガイドが最も先端のLMガイドに比べて反った状態で中心線をはずれた、機械的に固定した形態を取る(図21A、21B参照)。そのような固定した形態は、LMガイドがらせん軌道にならった運動学上のチェーンを構成するときに現われる(図21Aと21B参照)。
一連の関節式につながれたLMガイドに基づく全方向器具はすべて、この減少の傾向がある。外科手術器具の場合、これは、シャフトと端部の可撓性先端部との間の回転に帰着する。外科手術において、反った状態の伝動によるこの損失は、きわめて望ましくない。この発明の発明者らは、異方性断面二次モーメントを有するLMが、この固定した形態の形成を避けることを見出した。その効果は、SR(TSR)とTBDP(BDP)とTBDPとBDPにおける拘束点が、本質的に固定された相互回転配列された時に、高くなる。
Anisotropic moment of inertia of area not only reduces axial rotation and thus backlash, but also reduces the formation of helical kinematic chains within LMBDP (TBDP and BDP) or LMBPP (TBPP and BPP). Spiral kinematic chains are an undesirable form in LMBDP or LMBPP, where articulated LM guides are the most coming LM guides, even though they are constrained to rotate with each other. Takes a mechanically fixed form in which the center line is off the center line in a warped state compared to the most advanced LM guide (see Figures 21A and 21B). Such a fixed form appears when the LM Guide constitutes a kinematic chain that follows a spiral trajectory (see Figures 21A and 21B).
All omnidirectional instruments based on LM Guides articulated in a series tend to decrease. In the case of surgical instruments, this results in a rotation between the shaft and the flexible tip of the end. In surgery, this loss due to the transmission of the warped state is highly undesirable. The inventors of the present invention have found that an LM having an anisotropic moment of inertia of area avoids the formation of this fixed form. The effect is enhanced when the constraint points in SR (TSR) and TBDP (BDP) and TBDP and BDP are arranged in an essentially fixed reciprocal rotation arrangement.

湾曲したTBPP又はBPPの曲がり目の内側と外側におけるLMであって、力の伝動に携わる主要なLMは、最もちいさな断面二次モーメントを有する軸上で湾曲する。側面に設けられた、又は横のLMであって、力の伝動に直接携わらないLMは、剛性のより高い軸上を湾曲しなければならない(図12参照)。10mmの直径の場合、TBPP又はBPPは90°に屈曲し、内側湾曲半径5mm、中央湾曲半径10mmである。従って、異方性LMの長辺上の好ましくない湾曲は、湾曲半径を増大することによって補償可能である。 The LMs inside and outside the curved TBPP or BPP bend, the major LMs involved in force transmission, are curved on the axis with the smallest moment of inertia of area. Side-mounted or lateral LMs that are not directly involved in force transmission must be curved on a more rigid axis (see Figure 12). For a diameter of 10 mm, the TBPP or BPP bends at 90 ° with an inner radius of curvature of 5 mm and a central radius of curvature of 10 mm. Therefore, the unfavorable curvature on the long side of the anisotropic LM can be compensated for by increasing the radius of curvature.

MTSは架空チューブの周りにLMの配列を支持して維持するように構成された複数(例えば、2〜30、3〜20)のLMガイドを備えてもよい。特に複数のLMガイド多数の、好ましくはすべてのLMを架空チューブ上の一定の円周位置に維持する。一定の円周位置に維持することは、架空チューブの中心長軸(A-A’)に対してLMのなす半径方向の角度が本質的に一定となり、架空チューブの中心長軸(A-A’)からのLMの半径方向の距離が本質的に一定になることを意味する。TMガイドは、作動および非作動状態において本質的に一定の円周位地を維持するように構成される。 The MTS may be equipped with multiple LM guides (eg, 2-30, 3-20) configured to support and maintain an array of LMs around the fictitious tube. In particular, multiple LM guides maintain a large number, preferably all LMs, in a constant circumferential position on the fictitious tube. Maintaining a constant circumferential position means that the radial angle formed by the LM with respect to the central long axis (A-A') of the fictitious tube is essentially constant, and the central long axis (A-A') of the fictitious tube. It means that the radial distance of LM from') is essentially constant. The TM guide is configured to maintain an essentially constant circumferential position in the activated and inactive states.

特に、複数のLMガイドは、特にPBDP(とTBPP)において、又TSRにおいて、多数の、好ましくは全てのLMを軸方向に回転するように拘束してもよい。LMを軸方向に回転可能に拘束することは、LMの長軸の周りの回転が、例えば拘束点において拘束されることを意味する。LMガイドは作動又は非作動状態において、本質的に一定の軸回転角度を維持するように構成される。軸回転角、ベータ(図22Aと図22B参照)は、例えば拘束点内でLMの平面断面によって取られる角度を示している。平面断面は、典型的には、LMの縦の中心軸(Z)に直交する横断面である(図22A、図22B参照)。軸回転角、ベータは、平面断面の重心で直交する相互直交軸(x、y)のx軸に関し、その軸は平面断面に平行で、かつ、その上に存在する平面を形成する。その重心は平面断面の、特に平面断面の外部輪郭の幾何学的中心であると理解される。平面断面が本質的に長方形の輪郭を有するとき、xとy軸は長方形の直線状の辺に平行に整列され、x軸は、x軸に関する断面二次モーメントが最大になるように整列される。平面断面が不規則な輪郭を有するときには、x軸は、断面二次モーメントがx軸に関して最大になるように整列される。ベータはx軸の角度における変化である(例えば、x’は図22Bにおいてxと比較される)。本質的一定の軸回転角に対して、つまり、LMが軸中心に回転するように拘束されるとき、ベータは、典型的には±45度の間で偏向する。 In particular, the plurality of LM guides may constrain a large number, preferably all LMs, to rotate axially, especially in PBDP (and TBPP) and in TSR. Rotating the LM in the axial direction means that the rotation around the long axis of the LM is constrained, for example, at a constraint point. The LM Guide is configured to maintain an essentially constant axial rotation angle when activated or inactive. The axis rotation angle, beta (see FIGS. 22A and 22B), indicates, for example, the angle taken by the plane cross section of the LM within the constraint point. The plane cross section is typically a cross section orthogonal to the vertical central axis (Z) of the LM (see FIGS. 22A, 22B). The axis rotation angle, beta, relates to the x-axis of the mutually orthogonal axes (x, y) orthogonal to the center of gravity of the plane cross section, and the axis forms a plane that is parallel to and exists on the plane cross section. Its center of gravity is understood to be the geometric center of the outer contour of the plane cross section, especially the plane cross section. When the plane cross section has an essentially rectangular contour, the x and y axes are aligned parallel to the straight sides of the rectangle, and the x axis is aligned so that the moment of inertia of area with respect to the x axis is maximized. .. When the plane cross section has an irregular contour, the x-axis is aligned so that the moment of inertia of area is maximized with respect to the x-axis. Beta is a change in the angle of the x-axis (for example, x'is compared to x in Figure 22B). Beta typically deflects between ± 45 degrees with respect to an essentially constant angle of rotation, i.e., when the LM is constrained to rotate about the axis.

BDP/TBDP(及びBPP/TBPP)におけるLMガイドは、LMを軸に沿って回転するように拘束するために、また、架空チューブ上の本質的に一定の円周上の位置にLMをさらに推持するために、LM用の前述の分離した拘束点を備え、LMは各分離した拘束点に関して縦方向に摺動可能である。複数のLMのために、それはLMが分離した拘束点の各々において互いに対して摺動できるようにする。 The LM Guide in BDP / TBDP (and BPP / TBPP) further pushes the LM to an essentially constant circumferential position on the fictitious tube to constrain the LM to rotate about its axis. To hold, it has the aforementioned separate restraint points for the LM, and the LM is slidable in the longitudinal direction with respect to each separate restraint point. For multiple LMs, it allows the LMs to slide relative to each other at each of the separate constraint points.

同様に、シャフト領域又はTSRにおけるLMガイドは、LMを軸に沿って回転するように拘束するために、また、架空チューブ上の本質的に一定の円周上の位置にLMをさらに維持するために、LM用の前述の分離した拘束点を備え、LMは各分離した拘束点に関して縦方向に摺動可能である。複数のLMのために、それはLMが分離した拘束点の各々において互いに対して摺動できるようにする。 Similarly, the LM Guide in the shaft region or TSR is to constrain the LM to rotate along its axis and to further maintain the LM in an essentially constant circumferential position on the fictitious tube. In addition, it is equipped with the above-mentioned separated restraint points for LM, and the LM can slide in the vertical direction with respect to each separated restraint point. For multiple LMs, it allows the LMs to slide relative to each other at each of the separate constraint points.

いくつかのLMガイド(ここでは「関節式につながれたガイド」)は、互いに関節式につながれ、とくに互いに枢着されてもよく、それによってリスト継手と同様に、LMの湾曲を支持する。関節式につながれたLMガイドは、操縦可能器具のBDPとBPPに対応してTBDPとTBPPに設けられてもよい。関節式につながれたLMガイドは、片側又は両側で関節式につながれてもよい。 Some LM guides (here "jointly articulated guides") may be articulated to each other, especially pivoted to each other, thereby supporting the curvature of the LM, similar to wrist fittings. Articulated LM guides may be provided on the TBDP and TBPP, corresponding to the BDP and BPP of the maneuverable device. The articulated LM Guide may be articulated on one or both sides.

1つ以上のLMガイド(ここでは「固定LMガイド」)は、互いに対して回転するように固定されてもよく、それによって、LMの固定された(湾曲しない)進路を維持する。それらはTBDPの可撓性に比べて、TSRの可撓性を減らすように、互いに対して回転するように固定されてもよい。回転するように固定することは、3つの軸(例えば、ローリング、ピッチング、ヨーイング)のいずれにおいても相互の回転を阻止する。固定LMガイドが操縦可能器具のSRに対応してTSRに設けられ、本質的に剛性又は半剛性のTSRを生み出してもよい。 One or more LM guides (here "fixed LM guides") may be fixed to rotate with respect to each other, thereby maintaining a fixed (non-curved) course of the LM. They may be fixed to rotate relative to each other so as to reduce the flexibility of the TSR compared to the flexibility of the TBDP. Fixing to rotate prevents mutual rotation on any of the three axes (eg, rolling, pitching, yawing). A fixed LM guide may be provided on the TSR corresponding to the SR of the maneuverable device to produce an essentially rigid or semi-rigid TSR.

上述のように、TSRは、剛性の、又は半剛性の外側チューブ又は外部チューブと協同するときには、剛性又は半剛性になることができる。つまり、TSRは可撓性である。剛性の、又は半剛性のチューブに挿入することによるか、又はTSRの回りに剛性の、又は半剛性のチューブを装着することによって、剛性を与えることができる。従って、関節式につながれたLMガイドは、操縦可能器具のSRに対応して、TSR内に設けることができる。 As mentioned above, the TSR can be rigid or semi-rigid when cooperating with a rigid or semi-rigid outer or outer tube. That is, the TSR is flexible. Rigidity can be imparted by inserting into a rigid or semi-rigid tube, or by mounting a rigid or semi-rigid tube around the TSR. Therefore, the articulated LM Guide can be installed in the TSR, corresponding to the SR of the maneuverable device.

LMガイドは、先端側と基端側、および先端側と基端側を接続する外側エッジ又は表面を有する本体を備える。 The LM Guide comprises a body having an outer edge or surface connecting the distal end side to the proximal end side and the distal end side to the proximal end side.

関節式につながれたLMガイドにおいて、本体は、例えば図18に示すように、実質的にディスク形状であることが好ましい。そのディスクは先端側にソケットを、基端側に隣接するLMガイドとかみ合うための突起(例えば、ボール)を備えてもよい。従って、隣接する関節式につながれたLMガイドは相互枢着するためのボールとソケットを形成する。外科手術器具のような器具のための一般的なガイダンスとしては、ディスクは、0.1cm、0.2cm、0.3cm、0.4cm、0.5cm、0.6cm、0.8cm、1cm、1.2cm、1.4cm、1.6cm、1.8cm、2cm又はこれらの値のいずれか2つの間の値、好ましくは、0.2cmと1.6cmの間の値の直径を有することができる。突起を含まないディスクは、0.02cm、0.15cm、0.2cm、0.4cm、又はこれからの値のいずれか2つの間の値、好ましくは、0.1cmと0.2cmの間の厚さを有することができる。 In an articulated LM guide, the body is preferably substantially disc-shaped, for example, as shown in FIG. The disc may be provided with a socket on the distal end side and a protrusion (eg, a ball) for engaging with an adjacent LM guide on the proximal end side. Therefore, adjacent articulated LM guides form balls and sockets for mutual pivoting. As a general guidance for instruments such as surgical instruments, discs are 0.1 cm, 0.2 cm, 0.3 cm, 0.4 cm, 0.5 cm, 0.6 cm, 0.8 cm, 1 cm, 1.2 cm, 1.4 cm, 1.6. It can have a diameter between cm, 1.8 cm, 2 cm or any two of these values, preferably between 0.2 cm and 1.6 cm. Discs without protrusions can have a value between any two of 0.02 cm, 0.15 cm, 0.2 cm, 0.4 cm, or future values, preferably between 0.1 cm and 0.2 cm. ..

固定されたLMガイドにおいて、本体は好ましくは実質的に円筒形で、円筒の両端が先端側と基端側である。外科手術器具のような器具に対する一般的なガイダンスとしては、円筒は、0.1cm、0.2cm、0.3cm、0.4cm、0.5cm、0.6cm、0.8cm、1cm、1.2cm、1.4cm、1.6cm、1.8cm、2cm、それ以上、又は、これらの値のいずれか2つの間の値、好ましくは0.2cmと1.6cmの間の値の直径を有することができる。関節式につながれたLMガイドと固定LMガイドの直径は同じであってよい。 In a fixed LM Guide, the body is preferably substantially cylindrical, with both ends of the cylinder on the tip and base ends. As a general guidance for instruments such as surgical instruments, cylinders are 0.1 cm, 0.2 cm, 0.3 cm, 0.4 cm, 0.5 cm, 0.6 cm, 0.8 cm, 1 cm, 1.2 cm, 1.4 cm, 1.6 cm, It can have a diameter of 1.8 cm, 2 cm or more, or a value between any two of these values, preferably between 0.2 cm and 1.6 cm. The diameters of the articulated LM Guide and the fixed LM Guide may be the same.

円筒の長さは、例えば、0.5cm、0.6cm、0.8cm、1cm、2cm、3cm、それ以上、又は、これらの値のいずれか2つの間の値、好ましくは、1cmと3cmとの間の値であってもよい。複数の前後に並んで配置された固定LMが存在することが好ましいが、操縦可能器具のSRに対応して、単一の長い固定LMガイドがTSRに設けられることは、この発明の範囲内である。 The length of the cylinder is, for example, 0.5 cm, 0.6 cm, 0.8 cm, 1 cm, 2 cm, 3 cm, or more, or a value between any two of these values, preferably between 1 cm and 3 cm. It may be a value. It is preferable that there are multiple fixed LMs arranged side by side, but it is within the scope of the invention that a single long fixed LM guide is provided on the TSR corresponding to the SR of the maneuverable device. is there.

LMガイドの本体は、それが関節式につながれたLMガイド、又は固定ガイドのいずれのものであっても、複数の要素を組合わせことを避けるために、例えば一体ものとして成型加工又は機械加工で作られた一品素子であることが好ましい。 The body of the LM Guide, whether it is an articulated LM Guide or a fixed guide, is molded or machined as an integral part, for example, to avoid combining multiple elements. It is preferable that it is a manufactured one-item element.

その本体は、2以上、例えば、2、3、4、5の通路の配列を備える。通路の数は、器具のサイズに依存することができる。18〜40又はそれ以上の通路が予見される。通路は関節式につながれたLMガイドの本体に中空の空間を備える。通路は、本体の先端側から基端側へ通じる。通路は好ましくは、LMガイドの中心軸に平行な、本体の先端側から基端側への中心軸を有する。1つの通路は、1、2、又はそれ以上のLMを、好ましくは唯一のLMを収容することができる。通路は拘束点として働く。通路は、LMを拘束する、とくに、本体の中心軸に対する半径方向の動きを阻止する寸法に作られている。通路は、LMを拘束する、とくに、軸回転、つまりLMの中心(Z)軸の周りの回転を阻止する寸法に作られている。各通路はさらに、架空チューブ上の本質的に一定の円周位置にLMを維持するように構成されている。通路は、LMの通路を介しての縦方向の摺動動作を助長する寸法に作られている。通路は、架空チューブの周りに配置されてもよい。その架空チューブは、MTSの架空チューブに対応する。通路は互いに間隔を置いて分離される。通路は、収容されるLMの輪郭を補足する横断輪郭を備えることができる。横断輪郭は通路の中心軸に直交する。例えば、LMが長方形の輪郭を有する場合、通路は長方形の輪郭を備えることができる。通路の輪郭はLMの輪郭を正確に反映する必要はなく、例えば、競走用トラックのLMの輪郭が長方形の通路によって閉じ込められてもよい。 The body comprises an array of two or more passages, eg, 2, 3, 4, 5. The number of passages can depend on the size of the appliance. 18-40 or more passages are foreseen. The passage has a hollow space in the body of the LM Guide, which is articulated. The passage leads from the tip end side of the main body to the base end side. The passage preferably has a central axis from the distal end side to the proximal end side of the body, parallel to the central axis of the LM Guide. One aisle can accommodate one, two, or more LMs, preferably only one LM. The passage acts as a restraint point. The passage is sized to constrain the LM, especially to prevent radial movement with respect to the central axis of the body. The passage is sized to constrain the LM, in particular to prevent axial rotation, that is, rotation around the center (Z) axis of the LM. Each passage is further configured to maintain the LM in an essentially constant circumferential position on the aerial tube. The passages are sized to facilitate vertical sliding movements through the LM passages. The passage may be arranged around the fictitious tube. The fictitious tube corresponds to the fictitious tube of MTS. The passages are separated from each other. The passage can be provided with a transverse contour that complements the contour of the contained LM. The transverse contour is orthogonal to the central axis of the passage. For example, if the LM has a rectangular contour, the passage can have a rectangular contour. The aisle contour does not have to accurately reflect the LM contour, for example, the LM contour of a racing track may be confined by a rectangular aisle.

複数のLMガイドは前後に並んで配置される、つまり、1つのLMガイドの先端側が隣接するLMガイドの基端側に対面する。前後に並んで配置された、関節式につながれたLMガイドの例が、図20に示されている。関節式につながれたLMガイドの前後に並ぶ配置は、MTSの架空チューブの縦軸に沿った多数の分離した拘束位置において、LMを拘束するために働く。2以上(例えば、3,4,5,6,7,8,9,10又はそれ以上)の分離した拘束点を与える2以上(例えば、3,4,5,6,7,8,9,10又はそれ以上)の前後に並ぶように配置された、関節式につながれたLMガイドあってもよい。好ましくは、7以上の分離した拘束点を与える7以上の前後に並ぶように配置された、関節式につながれたLMガイドがあることである。 The plurality of LM guides are arranged side by side in the front-rear direction, that is, the tip side of one LM guide faces the base end side of the adjacent LM guides. An example of an articulated LM guide arranged side by side in front and behind is shown in FIG. The front-to-back arrangement of the articulated LM Guides serves to constrain the LM at a number of separate restraint positions along the vertical axis of the MTS fictitious tube. Give 2 or more (eg, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more) separate constraint points 2 or more (eg 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, or more) There may be articulated LM guides arranged side by side in front of and behind (10 or more). Preferably, there are 7 or more front-to-back, articulated LM guides that give 7 or more separate restraint points.

複数の関節式につながれたLMガイドは、互いに(対になって)関節式につながれている。好ましくは、複数の関節式につながれたLMガイドは互いに(対になって)接触する。隣接する関節式につながれたLMガイドの相対的回転(つまり、隣接する関節式につながれたLMガイド間の偏揺又は軸回転)が阻止又は制限されることが好ましい。偏揺の阻止又は制限することが、分離した拘束点を架空チューブに沿った本質的に固定された相互回転整列にさせる。1つの観点によれば、1つの関節式につながれるLMガイドの分離した拘束点(例えば、通路)に交差する半径方向の線は、隣接する関節式につながるLMガイドのそれに比べて、10度以下、好ましくは5度の偏向角、イプシロンを示す(図23参照)。半径方向の線は架空チューブの中心縦軸(A-A')から出て、それに直交する。隣接するLMガイド間では、分離した拘束点(例えば、通路)についての交差点は比較を容易にするため同じにしている。 LM Guides that are articulated in multiple joints are articulated (in pairs) with each other. Preferably, the articulated LM guides are in contact with each other (in pairs). It is preferred that the relative rotation of the LM guides connected to the adjacent articulations (ie, the deflection or axial rotation between the LM guides connected to the adjacent articulations) be blocked or restricted. Preventing or limiting the yaw causes the separated restraint points to be essentially fixed reciprocal alignment along the aerial tube. From one point of view, the radial line that intersects the separate constraint points (eg, passages) of the LM Guides connected to one articulated is 10 degrees compared to that of the LM Guides connected to the adjacent articulated. Hereinafter, the deflection angle of 5 degrees and epsilon are preferably shown (see FIG. 23). The radial line exits from the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube and is orthogonal to it. Between adjacent LM Guides, the intersections for separate constraint points (eg, passages) are the same for ease of comparison.

好ましくは、関節式につながれるLMガイドは、隣接する(隣り合う)LMガイドにボール・ソケット型継手のような旋回継手を用いて接触する。一対の関節式につながれたLMガイドに対して1つのボール・ソケット型継手が存在してもよい。旋回継手は、関節式につながれたLMガイドを、隣接する関節式につながれたLMガイドに対して旋回させる。旋回継手は、隣接する関節式につながれたLMガイドに対して2つの動きの自由度、つまりロールとピッチを許すことができる。旋回継手は、隣接する関節式につながれたLMガイドのいくつかの相対回転(つまり、隣接する関節式につながれたLMガイド間の偏揺や軸回転)を許すことができる。偏揺の阻止や制限は好ましいが、すでに述べたように、異方性断面二次モーメントを有するLMの使用によって回転の遊びが阻止されるという観点から見ると、必ずしも必要ではない。しかしながら、それもまた、この発明の範囲内にある。旋回継手が、隣接する関節式につながれたLMガイドの相対的回転(つまり隣接する関節式につながれたLMガイド間の偏揺や軸回転)を許さないということは好ましい。偏揺の阻止や制限は、例えば、隣接する関節式につながれたLMガイドの本体に設けられたが凹部によって受入れられる、1つの関節式につながれたLMガイドの本体に設けられた突起である回転リミッタを用いることによって達成できる、つまり連結によって、1つのLMガイドの、隣接LMガイドに対する軸回転を阻止する。 Preferably, the articulated LM guides contact adjacent (adjacent) LM guides using a swivel joint such as a ball socket type joint. There may be one ball-socket type joint for a pair of articulated LM guides. A swivel joint swivels an articulated LM guide with respect to an adjacent articulated LM guide. A swivel joint can allow two degrees of freedom of movement, roll and pitch, for adjacent articulated LM guides. The swivel joint can allow some relative rotation of the adjacent articulated LM guides (ie, deflection or axial rotation between the adjacent articulated LM guides). Prevention and limitation of yaw is preferable, but as already mentioned, it is not always necessary from the viewpoint that the use of LM having an anisotropic moment of inertia of area prevents play of rotation. However, it is also within the scope of this invention. It is preferable that the swivel joint does not allow the relative rotation of the LM guides connected to the adjacent joints (ie, the deflection or axial rotation between the LM guides connected to the adjacent joints). Anti-sway or limitation is, for example, rotation, which is a protrusion on the body of a single articulated LM Guide that is provided on the body of an adjacent articulated LM Guide but is accepted by a recess. This can be achieved by using a limiter, that is, by coupling, the axis rotation of one LM guide with respect to the adjacent LM guide is prevented.

複数の固定LMガイドは互いに(対で)固定関係にある。それらは、固定された回転関係にあることが好ましい。それらは、固定された距離関係にあることが好ましい。好ましいことに、複数の固定LMガイドは互いに(対で)接触している。複数の固定LMガイドは、TBDPの可撓性に比較して、TSRの可撓性を低減するように構成される。 Multiple fixed LM guides are in a fixed relationship (in pairs) with each other. They preferably have a fixed rotational relationship. They preferably have a fixed distance relationship. Preferably, the plurality of fixed LM guides are in contact with each other (in pairs). Multiple fixed LM guides are configured to reduce the flexibility of the TSR compared to the flexibility of the TBDP.

隣接する関節式につながれるLMガイドに対して、隣接する固定LMガイドの相対的回転(つまり、隣接する固定LMガイド間の偏揺や軸回転)は阻止される。偏揺の阻止によって、分離した拘束点が、架空チューブに沿った本質的に固定される相互回転配列になることができる。 Relative rotation of adjacent fixed LM guides (ie, yaw and axial rotation between adjacent fixed LM guides) is prevented with respect to the LM guides that are articulated adjacent. Yaw arrest allows the separated restraint points to be an essentially fixed reciprocal rotation array along the fictitious tube.

複数のLMガイドは、円形に配置された通路が一列になるように前後に並んで配置されるので、各々が1つの(場合によっては2つ以上の)LMを受入れることができる。 The plurality of LM guides are arranged side by side in a row so that the circularly arranged passages are arranged in a row, so that each can receive one (possibly two or more) LMs.

好ましくは、関節式につながれたLMガイドは、実質的にディスク形であり10〜20の通路を備え、各通路は唯一のLMを収容するように構成され、各通路は長方形の輪郭を備え、長方形の長辺がLMガイドの中心軸に向い合うように方向付けられ、通路は架空円の周りに配置される。 Preferably, the articulated LM Guide is substantially disc-shaped and has 10 to 20 passages, each passage is configured to accommodate only one LM, and each passage has a rectangular contour. The long sides of the rectangle are oriented so that they face the central axis of the LM Guide, and the passages are arranged around an imaginary circle.

好ましくは、固定LMガイドは、実質的に円筒形であり、10〜20の通路を備え、各通路は唯一のLMを収容するように構成され、各通路は長方形の輪郭を備え、長方形の長辺がLMガイドの中心軸へ向い合うように方向付けられ、通路は架空円の周りに配置される。 Preferably, the fixed LM guide is substantially cylindrical and has 10 to 20 passages, each passage is configured to accommodate only one LM, each passage has a rectangular contour and a rectangular length. The sides are oriented so that they face the central axis of the LM Guide, and the passages are arranged around an imaginary circle.

各通路はLMを拘束して、軸回転を低減又は阻止し、LMガイドの中心軸(A-A’)に対して半径方向の位置を維持するように構成される。 Each passage is configured to constrain the LM to reduce or prevent axial rotation and maintain a radial position with respect to the central axis (A-A') of the LM Guide.

MTSは、端部作動体を備え、その端部作動体がLMBDPに対して回転するように固定され、
LMBDPが湾曲姿勢にあるときにLMBPPの補足的回転により端部作動体が回転可能であるように構成されてもよい。従って、操縦可能器具は、端部作動体がBDPに対して回転するように固定され、BDPが湾曲姿勢にあるときにBPPの補足的回転により端部作動体が回転可能であるように構成されてもよい。回転するように固定される作動体端部は、LMBPP又はBDPの先への恒久的な接合によって、例えば溶接又は接着によって実現できるか、その場合端部作動体は、正しい位置に固定されるときに、回転するように固定される。
The MTS is equipped with an end actuator, the end actuator fixed to rotate with respect to the LMBDP.
The end actuator may be configured to be rotatable by the complementary rotation of the LMBPP when the LMBDP is in a curved position. Therefore, the maneuverable device is configured such that the end actuator is fixed to rotate with respect to the BDP and the end actuator is rotatable by the complementary rotation of the BPP when the BDP is in a curved position. You may. An actuator end that is fixed to rotate can be achieved by permanent bonding to the tip of the LMBPP or BDP, for example by welding or gluing, in which case when the end actuator is fixed in place. It is fixed to rotate.

以下の説明において、この発明の特定の実施形態を示す図面が引用されるが、それらの図面はこの発明を全く限定するものではない。当業者であれば、その通常の技量により、装置を改造し、構成要素および機能を置換できることは、理解される。 In the following description, drawings showing specific embodiments of the present invention are cited, but those drawings are not in any way limiting the invention. It will be appreciated by those skilled in the art that those ordinary skill in the art can modify the device to replace its components and functions.

図1は、基端20及び先端40と、中心縦軸A-A’とを有する本発明の機械的伝動システム(MTS)100を、分解して示す。MTS100は、円筒形の縦長の架空チューブ120の周りに縦方向に配列され等間隔に分散された複数の(つまり4つの)縦長部材(LMs)110を備える。MTS100は、伝動可撓性先端部(TBDP)130と、操縦可能器具のシャフト領域において本質的に剛性又は半剛性を有するか、又は外側チューブと協同して操縦可能器具のシャフト領域において剛性又は半剛性を維持する伝動シャフト領域(TSR)132とを備える。 FIG. 1 shows an exploded view of the mechanical transmission system (MTS) 100 of the present invention having a base end 20 and a tip end 40 and a central vertical axis A-A'. The MTS100 comprises a plurality (ie, four) longitudinal members (LMs) 110 vertically arranged and evenly spaced around a cylindrical longitudinal fictitious tube 120. The MTS100 is either inherently rigid or semi-rigid in the transmission flexible tip (TBDP) 130 and the shaft region of the maneuverable device, or rigid or semi-rigid in the shaft area of the maneuverable device in cooperation with the outer tube. It is equipped with a transmission shaft region (TSR) 132 that maintains rigidity.

図2は、TBDP130が湾曲し、TSR132が同じ直線形態のままである図1のMTS100を示す。 FIG. 2 shows the MTS100 of FIG. 1 in which the TBDP130 is curved and the TSR132 remains in the same linear form.

図3は、図1の位置112におけるLM110の平面横断面である平面断面114上の2つの交差軸116(x軸)、118(y軸)を示し、その断面は「I」形の輪郭を有する。それらの軸は、平面横断面114の輪郭(外形)の重心である点111で交差している。軸116、118は互いに直交している。LMがその周りにより高い断面二次モーメントを有する軸116(x軸116)は、軸116がMTSの中心軸(A-A’)へ本質的に半径方向に向くように方向付けられる。x軸116とy軸118の両方に直交するz軸もまた示されている。 FIG. 3 shows two intersecting axes 116 (x-axis) and 118 (y-axis) on a planar cross-section 114, which is a planar cross-section of the LM110 at position 112 in FIG. Have. These axes intersect at a point 111, which is the center of gravity of the contour (outer shape) of the plane cross section 114. The axes 116 and 118 are orthogonal to each other. The axis 116 (x-axis 116) in which the LM has a higher moment of inertia of area around it is oriented such that the axis 116 is essentially radial to the central axis (A-A') of the MTS. The z-axis orthogonal to both the x-axis 116 and the y-axis 118 is also shown.

図4は、基端および先端20,40と、伝動可撓性先端部(TBDP)130と、伝動シャフト領域(TSR)132と、伝動可撓性基端部(TBPP)134とを備える本発明のMTS100の外観を示す。伝動シャフト領域(TSR)132は、複数の固定されたLMガイド305, 350', 350"を備え、各LMガイドはLMの軸回転用の拘束点を備え、各LMは各LMガイド305, 350', 350"に対して縦方向に摺動可能である。TBDP130とTBPP134は、関節式につながれた複数のLMガイド305, 350', 350", 305a, 350a', 350a"を備え、各LMガイドは、LMの分離した軸回転拘束点を備え、各LMは各LMガイド305, 350', 350" , 305a, 350a', 350a"に対して縦方向に摺動可能である。 FIG. 4 shows the present invention comprising a proximal and tip 20,40, a transmission flexible tip (TBDP) 130, a transmission shaft region (TSR) 132, and a transmission flexible proximal (TBPP) 134. The appearance of MTS100 is shown. Transmission shaft area (TSR) 132 includes multiple fixed LM guides 305, 350', 350 ", each LM guide has a constraint point for LM axis rotation, and each LM has each LM guide 305, 350". It can slide vertically with respect to', 350'. The TBDP130 and TBPP134 have multiple LM guides 305, 350', 350 ", 305a, 350a', 350a" articulated, each LM guide with a separate axial rotation constraint point for the LM and each LM. Can slide vertically with respect to each LM Guide 305, 350', 350 ", 305a, 350a', 350a".

図5は図4のMTS100を示し、図5では、TBPP134が湾曲するように作動され、その動きがMTSによってTSR132に沿ってTBDP130に伝達され、TBDP130がそれに応答して湾曲している。 FIG. 5 shows the MTS100 of FIG. 4, in which the TBPP134 is actuated to bend, its movement is transmitted by the MTS to the TBDP130 along the TSR132, and the TBDP130 is curved in response.

図6は、LMの半円形の横断面(つまり平面断面114)と、その周りの断面二次モーメントが測定される交差したxおよびy軸とを示し、それらの軸は、断面の重心である点111で交わる。式1と式2により算出される比は、Ix/Iy = 3.57である。 FIG. 6 shows the semi-circular cross section of the LM (ie the plane section 114) and the intersecting x and y axes around which the moment of inertia of area is measured, which axes are the centers of gravity of the sections. Intersect at point 111. The ratio calculated by Equation 1 and Equation 2 is I x / I y = 3.57.

図7は、LMの長方形の横断面(つまり平面断面114)と、その周りの断面二次モーメントが測定される交差したxおよびy軸とを示し、それらの軸は、断面の重心である点111で交わる。式1と式2により算出される比は、Ix/Iy = 4である。 Figure 7 shows the rectangular cross section of the LM (ie, the plane section 114) and the intersecting x and y axes around which the moment of inertia of area is measured, the points where those axes are the centroids of the section. Meet at 111. The ratio calculated by Equation 1 and Equation 2 is I x / I y = 4.

図8は、LMの「I」形の横断面(つまり平面断面114)と、その周りの断面二次モーメントが測定される交差したxおよびy軸とを示し、それらの軸は、断面の重心である点111で交わる。式1と式2により算出される比は、Ix/Iy = 9.2である。 Figure 8 shows the LM's "I" -shaped cross section (ie, plane section 114) and the intersecting x and y axes around which the moment of inertia of area is measured, which axes are the centroids of the section. It intersects at point 111. The ratio calculated by Equation 1 and Equation 2 is I x / I y = 9.2.

図9は、LMの丸み角付き長方形の横断面(つまり平面断面114)と、その周りの断面二次モーメントが測定される交差したxおよびy軸とを示し、それらの軸は、断面の重心である点111で交わる。式1と式2により算出される比は、Ix/Iy = 4である。 FIG. 9 shows the cross section of the LM rounded rectangle (ie, the plane section 114) and the intersecting x and y axes around which the moment of inertia of area is measured, which axes are the centroids of the section. It intersects at point 111. The ratio calculated by Equation 1 and Equation 2 is I x / I y = 4.

図10は、LMの競走用トラック形の横断面(つまり平面断面114)と、その周りの断面二次モーメントが測定される交差したxおよびy軸とを示し、それらの軸は、断面の重心である点111で交わる。式1と式2により算出される比は、Ix/Iy = 4である。 FIG. 10 shows the cross section of the LM track (ie, plane section 114) and the intersecting x and y axes around which the moment of inertia of area is measured, which axis is the center of gravity of the section. It intersects at point 111. The ratio calculated by Equation 1 and Equation 2 is I x / I y = 4.

図11は、本発明ではない機械的伝動手段50の側面図を示し、機械的伝動手段50は基端20と先端40とを有し、先端で先端縦部材固定要素55に接続される縦部材52,52',52"を用いて形成されている。伝動シャフト領域は、固定された縦部材ガイド64を備える。縦部材52,52',52"の横断面は、それぞれ、円形平面断面56,56',56"で示される。縦部材52,52',52"の各湾曲は、特に、湾曲動作を行わせる縦部材52',52"から離れたこれらの縦部材、例えば52に関して、等方性断面二次モーメントを有する円形輪郭の縦部材によって明らかに助長される。従って、全ての縦部材52,52',52"は、各縦部材、例えば52,52',52"は異なる相対方向に湾曲するけれども、等しい抵抗で湾曲する(方位印60,60',60"に対する矢印58,58',58"の方向を参照)。 FIG. 11 shows a side view of the mechanical transmission means 50 which is not the present invention. The mechanical transmission means 50 has a base end 20 and a tip end 40, and is a vertical member connected to the tip vertical member fixing element 55 at the tip end. Formed using 52,52', 52 ". The transmission shaft region comprises a fixed vertical member guide 64. The cross sections of the vertical members 52, 52', 52" are circular plane cross sections 56, respectively. , 56', 56 ". Each curvature of the vertical member 52, 52', 52" specifically relates to these vertical members, eg 52, which are separated from the vertical member 52', 52 "that causes the bending motion. Clearly facilitated by circularly contoured vertical members with an isotropic geometric moment of inertia. Therefore, all vertical members 52,52', 52 "are different for each vertical member, eg 52,52', 52". It curves in a relative direction, but with equal resistance (see arrow 58,58', 58 "direction with respect to orientation marks 60,60', 60").

図12は、本発明のMTS100の側面図を示し、MTS100は基端20と先端40とを有し、先端で先端LM固定要素113に接続されるLM110,110',110"を用いて形成されている。伝動シャフト領域(TSR)は、固定されたLMガイド350を備える。LM110,110',110"の平面断面114,114',114"は、「I」形の輪郭で示される。LM110,110',110"の各々の湾曲は、特に、湾曲動作を行わせる縦部材110',110"から離れたこれらのLM、例えば110に関して、異方性断面二次モーメントを有する平面断面を備えた「I」形輪郭のLMによって驚くほど妨げられない。従って、各縦部材、例えば110,110',110"は相対的に異なる方向(矢印158,158',158"方向参照)に湾曲し、離れた縦部材、例えば110はより大きい断面二次モーメントを有する方向に湾曲するけれども、全ての縦部材110,110',110"は、ゆがみや捩じれなしに湾曲する。 FIG. 12 shows a side view of the MTS100 of the present invention, which is formed using LM110, 110', 110 "having a proximal end 20 and a distal end 40 and being connected to the distal end LM fixing element 113 at the distal end. The transmission shaft region (TSR) comprises a fixed LM Guide 350. The plane section 114,114', 114 "of the LM110,110', 110" is indicated by an "I" -shaped contour. Each curvature of the LM 110, 110', 110 "has a planar cross section with an anisotropic moment of inertia, especially with respect to these LMs, eg 110, which are separated from the longitudinal members 110', 110" that cause the bending motion. Surprisingly unhindered by the LM with an "I" contour. Thus, each vertical member, eg 110, 110', 110 ", curves in relatively different directions (see arrow 158, 158', 158" directions, and the distant longitudinal members, eg 110, tend to have a greater moment of inertia of area. Although curved, all vertical members 110,110', 110 "curve without distortion or twisting.

図13は、本発明ではない図11の機械的伝動手段50の概略図であり、図13はトルク62がシャフト領域66に加えられた時の、先端湾曲可能部64における縦部材52,52',52"の捩じれを示す。各縦部材52,52',52"は、円形輪郭、従って、等方性断面二次モーメントを有する。それ故、円形縦部材の使用は、シャフト領域66を介して湾曲可能先端部64へトルク伝達する際に、バックラッシュを招く。 FIG. 13 is a schematic view of the mechanical transmission means 50 of FIG. 11 which is not the present invention, and FIG. 13 shows vertical members 52, 52'in the tip bendable portion 64 when torque 62 is applied to the shaft region 66. , 52 "twist. Each vertical member 52,52', 52" has a circular contour and thus an isotropic moment of inertia of area. Therefore, the use of a circular vertical member causes backlash in torque transfer to the bendable tip 64 through the shaft region 66.

図14は、本発明の図12のMTS100の概略図であり、図14はトルク162がTRS132に加えられた時の、伝動可撓性先端部(TBDP)130におけるLM110,110',110"の捩じれが著しく少ないことを示す。各縦部材110,110',110"は、「I」形平面断面、従って、異方性断面二次モーメントを有する。それ故、「I」輪郭LMの使用は、LMシャフト領域132を介してTBDP130へトルク伝達する際に、バックラッシュを低減又は除去する。 FIG. 14 is a schematic view of the MTS100 of FIG. 12 of the present invention, where FIG. 14 shows the LM110,110', 110 "at the transmission flexible tip (TBDP) 130 when torque 162 is applied to the TRS132. It shows that the twist is significantly less. Each vertical member 110, 110', 110 "has an" I "shaped plane cross section and thus an anisotropic cross section secondary moment. Therefore, the use of an "I" contour LM reduces or eliminates backlash when torque is transmitted to the TBDP 130 through the LM shaft region 132.

図15は、分離した単一のLM110を示す本発明の図14のMTS100の概略図である。同図は、LM110への力(164)の印加と、異方性断面2次モーメントに起因する湾曲に対する抵抗を示す。 FIG. 15 is a schematic representation of the MTS100 of FIG. 14 of the present invention showing a single separated LM110. The figure shows the application of force (164) to the LM110 and the resistance to curvature due to the geometrical moment of inertia of area.

図16は、TBDP130においてMTS100に設けられた前方LM110"、後方LM110'及び側方LM110の異なる湾曲半径を示す。湾曲の内側に位置する
前方LM110"の湾曲半径117aは、側方LM110の湾曲半径117bに比べて小さく、側方LM110は、LM110の異方性断面二次モーメントのために曲げ方向においてより大きい剛性を有する。
FIG. 16 shows the different curvature radii of the anterior LM110 ", the posterior LM110' and the lateral LM110 provided on the MTS100 in the TBDP130. The curvature radius 117a of the anterior LM110" located inside the curvature is the curvature radius of the lateral LM110. Smaller than 117b, the lateral LM110 has greater rigidity in the bending direction due to the anisotropic moment of inertia of area of the LM110.

図17は、ディスク形のLMガイド300の平面図である。LMガイド300は、架空チューブ320の周りに配置された4つの分離通路310を備えた本体302を有する。架空チューブ320は図1の架空チューブ120に対応する。各通路310はLM110を拘束する。各通路は分離した拘束点とみなされる。 FIG. 17 is a plan view of the disc-shaped LM Guide 300. The LM Guide 300 has a body 302 with four isolation passages 310 arranged around an aerial tube 320. The fictitious tube 320 corresponds to the fictitious tube 120 of FIG. Each passage 310 constrains the LM110. Each passage is considered a separate restraint point.

図18は、先端側40と基端側20とを有しディスク形の関節式につながれたLMガイド305であるLMガイド300の側面図である。関節式につながれたLMガイド300は本体302を有し、本体302は先端側40に、ピボット継手を形成する一対の構成要素の一方の要素、つまりボール・ソケット継手のボールに類似したドーム形突出部330を備える。本体302はさらに、基端側20に、ピボット継手を形成する一対の構成要素の他の要素、つまりボール・ソケット継手のソケットに類似した凹部340を備える。さらに、ドーム形突起330に固定された一対の回転リッミッター(332, 332')が示され、その回転リッミッターはドーム形突起330から放射状に突出している。これらは、隣接する関節式につながれたLMガイド(図示しない)の凹部340に接続された一対の溝340,340'に結合し、隣接する関節式につながれたLMガイドの相互軸回転を防止する。隣接する関節式につながれたLMガイドの各々は、分離した拘束点(つまり、通路)を備え、対の回転リッミッターは、架空チューブに沿って、分離拘束点の本質的に固定された相互回転配列を与える。
図19は、本発明のMTSを組み込んだ操縦可能器具500を示す。操縦可能器具500は、基端20と先端40を有する。先端40は、グリッパーである端部作動体(540)を備え、基端20は、そのチューブを操縦してグッリパーを制御するハンドル550を備える。また、可撓性先端部(BDP)530と、シャフト領域(SR)532と、可撓性基端部(BPP)534が示されている。
FIG. 18 is a side view of the LM Guide 300, which is an LM Guide 305 having a tip side 40 and a base end side 20 and connected in a disc-shaped articulated manner. The articulated LM Guide 300 has a body 302, which has a dome-shaped protrusion on the tip side 40, one of the pair of components forming the pivot joint, that is, a ball-like protrusion in a ball-socket joint. It has a unit 330. The body 302 further comprises, on the proximal side 20, another component of the pair of components forming the pivot joint, a recess 340 similar to the socket of a ball socket joint. Further, a pair of rotary limiters (332, 332') fixed to the dome-shaped protrusion 330 are shown, the rotary limiters radiating from the dome-shaped protrusion 330. They are coupled to a pair of grooves 340,340'connected to recesses 340 of the adjacent articulated LM Guides (not shown) to prevent mutual axial rotation of the adjacent articulated LM Guides. Each of the adjacent articulated LM guides has a separate restraint point (ie, passage), and a pair of rotary limiters is an essentially fixed reciprocal rotation array of separation restraint points along the fictitious tube. give.
FIG. 19 shows a maneuverable device 500 incorporating the MTS of the present invention. The maneuverable device 500 has a base end 20 and a tip end 40. The tip 40 comprises an end actuator (540) that is a gripper, and the proximal end 20 comprises a handle 550 that steers the tube to control the gripper. Also shown are a flexible tip (BDP) 530, a shaft region (SR) 532, and a flexible base end (BPP) 534.

図20は、基端20と先端40とを有し、架空チューブの周りに配列された4つのLM110を備え、各々が一列に並べられた複数の通路(channels)を備える複数の関節式につながれたLMガイド305, 305', 305" によってTBDP130に正しく維持された、本発明のMTS100の概略図である。ピボット継手の補完対の要素の1つ(ドーム形突出部330)が、最も先端のLMガイド300" に示されている。TSR132は、TSR132においてLM110の位置を維持する複数の前後に並ぶ固定LMガイド305, 305', 305"を備える。 FIG. 20 is a multi-articulated articulated structure having a base end 20 and a tip end 40, with four LM110s arranged around an aerial tube, each with a plurality of channels arranged in a row. Schematic of the MTS100 of the present invention, properly maintained on the TBDP130 by the LM Guides 305, 305', 305 ". One of the complementary pair elements of the pivot joint (dome-shaped protrusion 330) is the most advanced. It is shown in the LM Guide 300 ". The TSR132 comprises a plurality of front-to-back fixed LM guides 305, 305', 305 "that maintain the position of the LM110 in the TSR132.

図21Aは、基端20と先端40を有する、本発明でない機械的伝導手段50の可撓性先端部を示す。機械的伝導手段50は、各々が等方性断面2次モーメントを有する円形輪郭の縦部材52, 52' 52" を備え、縦部材52, 52' 52"は、複数の関節式につながれた縦部材ガイド54, 54' 54" によって、放射状の円周位置に拘束されている。関節式につながれた隣接する縦部材ガイド54, 54' 54"は、各縦部材ガイド54, 54' 54"上の回転リッミッター(図示しない)の存在によって、相互の軸回転が阻止れる。 FIG. 21A shows a flexible tip of a non-inventive mechanical conduction means 50 having a base end 20 and a tip 40. The mechanical conduction means 50 comprises circular contoured longitudinal members 52, 52'52 ", each of which has an isotropic geometrical moment of inertia, and the longitudinal members 52, 52' 52 "are articulated longitudinal members. The member guides 54, 54'54 "are constrained to radial circumferential positions. Adjacent vertical member guides 54, 54' 54" articulated are above each vertical member guide 54, 54' 54 ". The presence of a rotation limiter (not shown) prevents mutual axial rotation.

図21Bは、本発明でない図21Aの機械的伝導手段50の可撓性先端部を示し、その可撓性先端部は望ましくない運動学上の堅固ならせんチェーン状態に陥ってしまっており、それによって、基端20における円形輪郭の縦部材
52, 52' 52"が、回転リミッターの存在にもかかわらず先端40に対して捩じられている。
FIG. 21B shows the flexible tip of the mechanical conduction means 50 of FIG. 21A which is not the present invention, and the flexible tip has fallen into an undesired kinematically rigid spiral chain state. By the vertical member of the circular contour at the base end 20
52, 52 '52 "is twisted against the tip 40 despite the presence of a rotary limiter.

図22は、LMガイドの通路310又は310'の中に存在する縦部材110a,110bの2つの典型的な向きを示し、1つの縦部材110bの平面断面114のx軸は、縦部材110bがLMガイド通路310'によって拘束される時、中心軸(A-A')と平面断面114の重心111との間に引かれた仮想線115から角度アルファだけ逸れることが示されている。他方の縦部材110aは、LMガイド通路310によって拘束される時、そのように逸れることはない、つまり、アルファはゼロである。 FIG. 22 shows two typical orientations of the vertical members 110a and 110b existing in the passage 310 or 310'of the LM Guide, and the x-axis of the plane cross section 114 of one vertical member 110b is the vertical member 110b. It has been shown that when constrained by the LM Guide Passage 310', it deviates by an angle alpha from the virtual line 115 drawn between the central axis (A-A') and the center of gravity 111 of the plane cross section 114. The other longitudinal member 110a does not deviate as such when constrained by the LM guide passage 310, i.e. the alpha is zero.

図22Aと図22Bは、LM110の軸回転角の変化である角度ベータを示す。図22Aは、軸(x)の始動方位を示し、図22Bは、通路310内の回転限度の1つにおける軸(x')を示す。LM110の軸回転角は本質的に一定であるため、つまり、LMは分離した拘束点において軸回転が拘束されるため、角度ベータは、或る限界の間で偏向する。 22A and 22B show the angle beta, which is the change in the axial rotation angle of the LM110. FIG. 22A shows the starting orientation of the axis (x) and FIG. 22B shows the axis (x') at one of the rotation limits in the passage 310. The angle beta is deflected between certain limits because the axial rotation angle of the LM110 is essentially constant, that is, because the LM constrains the axial rotation at separate constraint points.

図23のIとIIは、複数の関節式につながれたLMガイド(305B〜E)を備えるTBDP(130)と、架空チューブの中心軸(A-A')と、固定されたLMガイド(305A)を備えるTSR(132)を示す。Iでは、TBDP(130)はまっすぐ(非作動中)であり、IIでは、TDBP(130)は湾曲している(作動中である)。図23YとXは、偏向角イプシロンを示す分離LMガイドの概略平面図を表す。図23Xは、架空チューブの中心縦軸(A-A')から突出し通路310Xを横切る1つのLMガイド(305X)の半径方向の線(312X)を示し、図23Yは、通路310Yを横切る他のLMガイド(305Y)の半径方向の線(312Y)を示す。XとYは、その間でイプシロンが測定されるLMガイドを示す。例えば、イプシロンが隣接する関節式につながれた2つのLMガイドの間の偏向角の測定値である場合には、XはI-Cであり、YはI-Dである。イプシロンがTBDP(130)において、最も基端の関節式につながれたLMガイドと、最も先端の関節式につながれたLMガイドとの間の偏向角の測定値である場合には、XはI-Bであり、YはI-Eである。イプシロンがTSR(132)の固定LMガイドと、最も先端の関節式につながれたLMガイドとの間の偏向角の測定値である場合には、XはI-Aであり、YはI-Eである。 I and II in Figure 23 are the TBDP (130) with multiple articulated LM guides (305B-E), the central axis of the fictitious tube (A-A'), and the fixed LM guide (305A). ) Is shown for TSR (132). In I, TBDP (130) is straight (inactive) and in II, TDBP (130) is curved (in operation). 23 Y and X represent a schematic plan view of the Separation LM Guide showing the deflection angle Epsilon. FIG. 23X shows the radial line (312X) of one LM Guide (305X) protruding from the central vertical axis (A-A') of the fictitious tube and crossing the passage 310X, and FIG. 23Y shows the other crossing the passage 310Y. The radial line (312Y) of the LM Guide (305Y) is shown. X and Y indicate the LM Guide where epsilon is measured between them. For example, if epsilon is a measurement of the deflection angle between two LM guides articulated adjacently, then X is I-C and Y is I-D. If epsilon is a measurement of the deflection angle between the most articulated LM guide and the most articulated LM guide in TBDP (130), then X is IB. Yes, Y is IE. If epsilon is a measurement of the deflection angle between the fixed LM guide of TSR (132) and the most articulated LM guide, then X is I-A and Y is I-E.

これらの各LMガイドの半径方向の線(312Xと312Y)の間の角度差、偏向角が、イプシロンとして示される。図23のI-A〜I-Eは、図23の分離したLMガイドの概略平面図であり、これらの図は、TDBP(130)がまっすぐの時(非作動時)において、隣接するLMガイド間に偏向がない(イプシロンがゼロ)ことを示している。図23のII-A〜II-Eは、図23-IIの分離したLMガイドの概略平面図であり、これらの図は、TDBP(130)の湾曲時(作動時)において、隣接するLMガイド間に偏向がない(イプシロンがゼロ)ことを示している。 The angular difference and deflection angle between the radial lines (312X and 312Y) of each of these LM Guides is shown as epsilon. IA-IE in FIG. 23 are schematic plan views of the separated LM Guides in FIG. 23, which show deflection between adjacent LM Guides when the TDBP (130) is straight (not activated). Indicates that there is no (zero epsilon). II-A to II-E of FIG. 23 are schematic plan views of the separated LM guides of FIG. 23-II, and these figures show the adjacent LM guides when the TDBP (130) is curved (operated). It shows that there is no deflection between them (zero epsilon).

Claims (14)

操縦可能器具(500)用の機械的伝動システムMTS(100)であって、操縦可能器具(500)は、シャフト領域(532)と、全方向に動くことが可能な可撓性基端部BPP(534)と、全方向に動くことが可能で可撓性基端部BPP(534)の動きに応じて動く可撓性先端部BDP(530)とを備え、機械的伝動システムMTS(100)は、各々が基端(20)と先端(40)を有し架空チューブ(120)の周りに縦方向に配列された複数の縦部材LM(110)を備え、かつ、シャフト領域(532)と、可撓性基端部BPP(534)と、可撓性先端部BDP(530)にそれぞれ対応する伝動シャフト領域TSR(132)と、伝動可撓性基端部TBPP(134)と、伝動可撓性先端部TBDP(130)とを有し、各縦部材LM(110)の平面断面(114)が異方性断面二次モーメントを示し、縦部材LM(110)は各々が伝動可撓性先端部TBDP(130)又は伝動シャフト領域TSR(132)に沿って1つ以上の拘束点で縦部材LM(110)自体の中心とする回転が制限され、縦部材LM(110)は各々分離した拘束点に対して縦方向に摺動可能であり、
機械的伝導システムMTS(100)は前記複数の縦部材LM(110)の各々を拘束点で縦部材LM(110)自体の中心とする回転を制限する構成を有する1つ以上の縦部材ガイド(300,305,350)をさらに備え、伝動可撓性先端部TBDP(130)又は伝動可撓性基端部TBPP(134)の縦部材ガイド(300)は、関節式につながれた複数の縦部材ガイド(305, 305'305")であり、伝導シャフト領域TSR(132)の縦部材ガイド(300)は、縦に固定された複数の縦部材ガイド(350, 350', 350")であって伝動可撓性先端部TBDP(130)又は伝動可撓性基端部TBPP(134)の可撓性に比べて伝導シャフト領域TSR(132)の可撓性を低減させ
機械的伝動システムMTS(100)は、可撓性先端部BDP(530)の先端が可撓性基端部BPP(534)の補足的な回転によって湾曲位置において前記先端自体の中心とする回転可能である機械的伝動システムMTS(100)。
A mechanical transmission system MTS (100) for the maneuverable device (500) , the maneuverable device (500) has a shaft area (532) and a flexible base end BPP capable of moving in all directions. Mechanical transmission system MTS (100) with (534) and a flexible tip BDP (530) that can move in all directions and moves in response to the movement of the flexible base BPP (534 ). Has a plurality of vertical members LM (110) , each having a proximal end (20) and a distal end (40) and arranged vertically around an aerial tube (120), and with a shaft region (532). , Flexible base end BPP (534), transmission shaft region TSR (132) corresponding to flexible tip BDP (530) , transmission flexible base end TBPP (134), and transferable It has a flexible tip TBDP (130), the plane cross section (114) of each vertical member LM (110) shows the geometrical moment of inertia of area, and each vertical member LM (110) is transmission flexible. tip TBDP (130) or the transmission shaft region lengthwise member LM (110) at one or more constraint points along the TSR (132) rotation around the axis of itself is limited, the vertical member LM (110) each It can slide vertically with respect to the separated restraint points.
One or more longitudinal members having mechanical transfer system MTS (100) is a configuration that limits the rotation about the longitudinal member LM (110) axis itself constraint points each of the plurality of longitudinal members LM (110) The vertical member guides (300) of the transmission flexible tip TBDP (130) or the transmission flexible base end TBPP (134 ) are further provided with guides (300, 305, 350), and a plurality of articulated joint guides (300) are provided. vertical member guide (305, 305'305 '), and the longitudinal member guide of the conduction shaft area TSR (132) (300) is vertically fixed a plurality of longitudinal member guide (3 50, 350', 350 ") flexibility compared to the reduce the flexibility of the conductive shaft area TSR (132) of the der I transmission flexible leader TBDP (130) or transmission flexible proximal end TBPP (134),
Mechanical transmission system MTS (100), the tip of the flexible leader BDP (530) is centered on the axis of the tip itself in the curved position by additional rotation of the flexible proximal portion BPP (534) rotation is possible mechanical transmission system MTS (100).
伝動シャフト領域TSR(132)に沿って設けられた少なくとも1つの拘束点が、伝動シャフト領域TSR(132)の先端の半分に、または、伝動シャフト領域TSR(132)の先端において伝動シャフト領域TSR(132)の全長の10%に設けられ、伝動シャフト領域TSR(132)に沿って設けられた少なくとも1つの他の拘束点が、伝動シャフト領域TSR(132)の基端の半分に、または、伝動シャフト領域TSR(132)の基端において伝動シャフト領域TSR(132)の全長の10%に設けられる請求項1記載の機械的伝動システムMTS(100)。 At least one restraint point provided along the transmission shaft region TSR (132) is located in half of the tip of the transmission shaft region TSR (132) or at the tip of the transmission shaft region TSR (132). At least one other restraint point provided on 10% of the total length of the transmission shaft area TSR (132) and along the transmission shaft area TSR (132) is half of the proximal end of the transmission shaft area TSR (132) or is transmitted. The mechanical transmission system MTS (100) according to claim 1, which is provided at the base end of the shaft region TSR (132) at 10% of the total length of the transmission shaft region TSR (132). 前記複数の縦部材LM(110)は各々が、伝動可撓性基端部TBPP(134)に沿って1つ以上の拘束点で、さらに縦部材LM(110)自体の中心とする回転が制限される請求項1又は2に記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Rotation of the plurality of longitudinal members LM (110) each have at least one constraint points along the transmission flexible proximal end TBPP (134), further around the axis of the longitudinal member LM (110) itself MTS (100), the mechanical transmission system according to claim 1 or 2. 各縦部材ガイドが、拘束点において架空チューブ(120)上の実質的に一定の円周位置に、前記複数の縦部材LM(110)を保持するようにさらに構成された請求項1〜3のいずれか1つに記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Claims 1-3, wherein each vertical member guide is further configured to hold the plurality of vertical member LMs (110) at substantially constant circumferential positions on the overhead tube (120) at a restraint point. The mechanical transmission system MTS (100) according to any one. 伝動可撓性先端部TBDP(130)に少なくとも2つの縦部材ガイド(300、305、350)を、伝動可撓性基端部TBPP(134)に少なくとも2つの縦部材ガイドを備える請求項1又は4のいずれか1つに記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Claim 1 or claim 1, wherein the transmission flexible tip TBDP (130) is provided with at least two vertical member guides (300, 305, 350), and the transmission flexible base end TBPP (134) is provided with at least two vertical member guides. 4. The mechanical transmission system MTS (100) according to any one of 4. 縦部材ガイド(300、305、350)は、拘束点で前記複数の縦部材LM(110)の縦部材LM(110)自体の中心とする回転を制限するように、かつ、拘束点において架空チューブ(120)上の実質的に一定の円周位置に縦部材LM(110)を保持するように構成され、架空チューブ(320、120)の周りに配列された複数の分離した通路(310)を有する本体を備える請求項1〜5のいずれか1つに記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Vertical member guide (300,305,350) so as to limit the rotation about the longitudinal member LM (110) axis itself of the plurality of longitudinal members LM (110) at constraint points, and, at constraint points Multiple separate passages (310) configured to hold the longitudinal member LM (110) in a substantially constant circumferential position on the fictitious tube (120) and arranged around the fictitious tube (320, 120). ) The mechanical transmission system MTS (100) according to any one of claims 1 to 5. 伝動可撓性先端部TBDP(130)又は伝動可撓性基端部TBPP(134)に縦部材LM(110)の縦部材LM(110)自体の中心とする回転を制限するように構成された通路(310)が、縦部材LM(110)の平面断面(114)を補足する輪郭を横断面に備える請求項6記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Configured to limit rotation of the longitudinal member LM (110) about the axis of itself transmission flexible leader TBDP (130) or longitudinal member LM to the transmission flexible proximal end TBPP (134) (110) The mechanical transmission system MTS (100) according to claim 6, wherein the passage (310) is provided with a contour in the cross section that supplements the plane cross section (114) of the vertical member LM (110). 伝動可撓性先端部TBDP(130)と伝動可撓性基端部TBPP(134)における縦部材ガイド(300)が、それぞれ前後に並んで配置され、かつ、相互に関節式に接続された縦部材ガイド(305, 305', 305")であり、それによって、伝動可撓性先端部TBDP(130)と伝動可撓性基端部TBPP(134)の縦部材LM(110)の湾曲を支持する請求項1〜7のいずれか1つに記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Longitudinal member guide in the transmission flexible leader TBDP (130) and the transmission flexible proximal portion TBPP (134) (300) are arranged in tandem their respective and mutually articulated A vertical member guide (305, 305', 305 ") that allows the vertical member LM (110) of the transmission flexible tip TBDP (130) and transmission flexible base end TBPP (134). The mechanical transmission system MTS (100) according to any one of claims 1 to 7, which supports curvature. 関節式に接続された縦部材ガイド(305, 305', 305")が、ボール・ソケット継手からなるピボット継手を介した対状の相互接触状態にある請求項8記載の機械的伝動システムMTS(100)。 The mechanical transmission system according to claim 8, wherein the articulated vertical member guides (305, 3 05 ', 3 05 ") are in a paired mutual contact state via a pivot joint composed of a ball socket joint. MTS (100). 隣接する関節式に接続された縦部材ガイド間の偏揺が、分離した拘束点を架空チューブに沿って実質的に固定され互いに架空チューブの軸を中心に回転するように一列に並べることによって限定される請求項8又は9記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Yaw between adjacent articulated vertical member guides is limited by aligning the separated restraint points in a row so that they are substantially fixed along the fictitious tube and rotate about the axis of the fictitious tube. The mechanical transmission system MTS (100) according to claim 8 or 9. 縦部材LMの平面断面は、長方形の、文字「I」の、又は円弧状の輪郭を有し、場合によっては、それらの輪郭の1つ以上の隅は尖っているか、又は丸みを有する請求項1〜10のいずれか1つに記載の機械的伝動システムMTS(100)。 Claim that the planar cross section of the longitudinal member LM has rectangular, letter "I", or arcuate contours, and in some cases, one or more corners of those contours are sharp or rounded. The mechanical transmission system MTS (100) according to any one of 1 to 10. 可撓性先端部BDP(530)と可撓性基端部BPP(534)は、少なくとも部分的に湾曲可能である請求項1〜11のいずれか1つに記載の機械的伝動システムMTS(100)。 The mechanical transmission system MTS (100) according to any one of claims 1 to 11, wherein the flexible tip BDP (530) and the flexible base BPP (534) are at least partially bendable. ). 請求項1〜12のいずれか1つに記載の機械的伝動システムMTS(100)を備える操縦可能器具(500)。 A maneuverable device (500) comprising the mechanical transmission system MTS (100) according to any one of claims 1-12. 請求項13に記載の操縦可能器具(500)を備える外科手術ロボット。 A surgical robot comprising the maneuverable instrument (500) according to claim 13.
JP2017511779A 2014-08-27 2015-08-27 Torque transmission control mechanism for maneuverable equipment Active JP6791846B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP14182381.5 2014-08-27
EP14182381 2014-08-27
PCT/EP2015/069628 WO2016030457A1 (en) 2014-08-27 2015-08-27 Torque-transmitting steering mechanism for a steerable tool

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2017526444A JP2017526444A (en) 2017-09-14
JP2017526444A5 JP2017526444A5 (en) 2018-08-30
JP6791846B2 true JP6791846B2 (en) 2020-11-25

Family

ID=51399539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017511779A Active JP6791846B2 (en) 2014-08-27 2015-08-27 Torque transmission control mechanism for maneuverable equipment

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10962093B2 (en)
EP (1) EP3027139B1 (en)
JP (1) JP6791846B2 (en)
CN (1) CN106714721B (en)
ES (1) ES2678070T3 (en)
WO (1) WO2016030457A1 (en)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9204923B2 (en) 2008-07-16 2015-12-08 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical instrument electronically energized using drive cables
NL2016900B1 (en) 2016-06-06 2017-12-13 Fortimedix Surgical B V Steerable instrument comprising a cylindrical diameter adaptation section
US11052228B2 (en) 2016-07-18 2021-07-06 Scientia Vascular, Llc Guidewire devices having shapeable tips and bypass cuts
CN106175850B (en) * 2016-08-31 2019-03-19 北京术锐技术有限公司 A kind of flexible operation tool system of straight line driving mechanism driving
US11452541B2 (en) * 2016-12-22 2022-09-27 Scientia Vascular, Inc. Intravascular device having a selectively deflectable tip
NL2019175B1 (en) 2017-07-04 2019-01-14 Fortimedix Surgical B V Steerable instrument comprising a radial spacers between coaxial cylindrical elements
US20190069759A1 (en) * 2017-09-06 2019-03-07 Biosense Webster (Israel) Ltd. Single Handled ENT Tool
WO2019096933A2 (en) 2017-11-15 2019-05-23 Steerable Instruments nv Devices to enhance robotic arm tasks
WO2019096939A1 (en) 2017-11-15 2019-05-23 Steerable Instruments nv Controllable steerable instrument
WO2019118337A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-20 Intuitive Surgical Operations, Inc. Medical tools having tension bands
EP3761897A4 (en) 2018-03-07 2021-11-24 Intuitive Surgical Operations, Inc. Low-friction, small profile medical tools having easy-to-assemble components
US10960147B2 (en) * 2018-04-20 2021-03-30 Flextronics Ap, Llc Flex needle
WO2019229002A1 (en) 2018-06-01 2019-12-05 Steerable Instruments nv Tool with torque-actuated end effector
WO2019229158A2 (en) 2018-06-01 2019-12-05 Steerable Instruments nv Controllable steerable fusing device
US11559191B2 (en) * 2018-10-29 2023-01-24 G.I. View Ltd. Insertion unit for medical instruments and an intubation system thereof
CN109464192B (en) * 2018-12-29 2023-11-14 黄振宇 Three-dimensional bending control mechanical arm
US11850013B2 (en) 2020-04-17 2023-12-26 Cilag Gmbh International Surgical systems and methods for robotic actuation of continuum joints
JP2022073298A (en) * 2020-10-30 2022-05-17 日本発條株式会社 Bending operation mechanism

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5114402A (en) * 1983-10-31 1992-05-19 Catheter Research, Inc. Spring-biased tip assembly
US6817974B2 (en) 2001-06-29 2004-11-16 Intuitive Surgical, Inc. Surgical tool having positively positionable tendon-actuated multi-disk wrist joint
US6699235B2 (en) 2001-06-29 2004-03-02 Intuitive Surgical, Inc. Platform link wrist mechanism
US20030114832A1 (en) * 2001-12-14 2003-06-19 Kohler Robert Edward Interventional catheter with three dimensional articulation
US7410483B2 (en) 2003-05-23 2008-08-12 Novare Surgical Systems, Inc. Hand-actuated device for remote manipulation of a grasping tool
US20060106288A1 (en) * 2004-11-17 2006-05-18 Roth Alex T Remote tissue retraction device
US9271720B2 (en) * 2005-08-11 2016-03-01 Biomet Sports Medicine, Llc Steerable suture passing device
US8105350B2 (en) 2006-05-23 2012-01-31 Cambridge Endoscopic Devices, Inc. Surgical instrument
AU2007257754A1 (en) 2006-06-08 2007-12-21 Bannerman, Brett Medical device with articulating shaft
JP5362708B2 (en) * 2007-05-31 2013-12-11 ボストン サイエンティフィック リミテッド Flexible endoscope
CN103654694B (en) * 2008-02-05 2016-09-07 可控仪器制造公司 Can control lead
DE102011001973A1 (en) 2011-04-12 2012-10-18 Aesculap Ag control device
US20170007224A1 (en) * 2014-03-31 2017-01-12 Human Extensions Ltd. Steerable medical device

Also Published As

Publication number Publication date
US20170234411A1 (en) 2017-08-17
ES2678070T3 (en) 2018-08-08
WO2016030457A1 (en) 2016-03-03
CN106714721B (en) 2019-09-17
EP3027139A1 (en) 2016-06-08
CN106714721A (en) 2017-05-24
US10962093B2 (en) 2021-03-30
EP3027139B1 (en) 2018-05-16
JP2017526444A (en) 2017-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6791846B2 (en) Torque transmission control mechanism for maneuverable equipment
US11337716B2 (en) Surgical instrument with increased actuation force
JP6703566B2 (en) Articulated link structure showing preferential flexion and related methods
JP7030990B2 (en) Medical tool with tension band
WO2019173266A1 (en) Low-friction medical tools having roller-assisted tension members
CN111356413B (en) Medical tool with tension band

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180717

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190423

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190426

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190718

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190724

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191017

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191203

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200602

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201013

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6791846

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250